Quantitative analysis of bone trabecular structural change using X-ray bone morphometric analysis: a correlation between structural change and structural parameters

Objectives To develop an X-ray bone morphometric analysis method using a combination of morphological filter processing and bone histomorphometry.Methods Phantoms for the evaluation were prepared from a 10 × 10 × 10mm block of cancellous bone removed from a human lumbar spine and cut into five sections, each 2mm thick. Also prepared were 1.5-mm-thick phantoms of either cortical bone or soft tissue (X-ray tube side 10mm, imaging plate side 5mm). Standardized digital radiography was performed at each of five thicknesses of the cancellous bone without changing the total thickness. This was accomplished by serially replacing the 2-mm sections of the bone blocks with the soft-tissue phantoms. After morphological filter processing of the digital images, the skeletal patterns of the bone trabeculae were extracted and quantitatively assessed by bone histomorphometric analysis. The accuracy of the correlations between the trabecular structures prepared by changing the cancellous bone thickness and several structural parameters were evaluated.Results Each parameter obtained by the bone histomorphometric analysis showed a correlation coefficient ® of more than 0.89 between the cancellous bone thickness and the analytic value. Star volume analysis demonstrated a close correlation (r = 0.97) between the skeletal star volume and the bone thickness. Node-strut analysis indicated that the correlation coefficients of all of the parameters were larger than 0.93.Conclusion X-ray bone morphometric analysis that combines morphological filter processing and bone histomorphometry is clinically applicable as a computer-aided diagnosis for the evaluation of trabecular structures.     

Stimulation of guanylate cyclase in rat parotid membranes by phosphate

The natriuretic peptide receptor guanylate cyclases are members of the membrane-bound guanylate cyclase family. Atrial natriuretic pepticle (ANP) stimulates guanylate cyclase A, which is predominantly expressed in the rat parotid gland. ATP is well known to increase ANP-stimulated guanylate cyclase, with Mg²⁺ as a cofactor. We investigated the regulation of guanylate cyclase activity in rat parotid membranes with Mn²⁺ as a cofactor, because enzyme activity was much higher with Mn²⁺ than with Mg²⁺. ANP (10^–7M) stimulated guanylate cyclase activity to 120%–130% of the control level, and ATP (0.1–1.0mM) depressed its activity, with or without ANP, to 70%–80% of the control. Enzyme activity was increased by the addition of phosphate (5–20mM). In the presence of phosphate (5mM), guanylate cyclase with and without ANP was maximally stimulated to 5- and 6.6-fold of the control, respectively. The net stimulation of guanylate cyclase by ANP was increased at ATP concentrations between 0.2 and 0.5mM in the presence of phosphate (5mM or 10mM), but no change was observed in the absence of phosphate. Phosphate not only stimulated guanylate cyclase in the absence of ATP but altered the ATP regulation of ANP-stimulated guanylate cyclase. The stimulation of guanylate cyclase by phosphate may depend on a peculiarity of rat parotid membranes.     

Tierexperimentelle Untersuchungen über das Gesichtsschädelwachstum und seine Beeinflussung. Eine biologische Erklärung der sogenannten Wachstumsrotation des Unterkiefers

Zusammenfassung 1. Die Richtung und Größe der Variationen des Kondylenknorpelwachstums ist einequantitative Antwort auf die aufgezwungenen Änderungen des Längenwachstums der Maxilla. Diese können in einer Resketion des Nasenseptumknorpels und / oder durch Zuführung von somatotropem Hormon oder Testosteron oder in mechanischer Beanspruchung bestehen. Solange die aufgezwungenen Änderungen ein bestimmtes Ausmaß nicht überschreiten, entstehen keine signifikanten sagittalen Abweichungen zwischen beiden Zahnreihen. Man bewegt sich im Bereich eines Servosystems, bei dem der Oberkieferzahnbogen zur Betätigungsgröße wird, während das übrige die geregelte Größe darstellt. Die Position der optimalen Okklusionseinstellung des Unterkieferzahnbogens ist dabei die regulierte Variable. Die Organisation des Servosystems besteht darin, daß nur langsame und geringe Änderungen der Betätigungsgröße von der geregelten Größe getreulich nachvollzogen werden.2. Die Gegenüberstellung von OK- und UK-Zahnbogen setzt ein Abweichungssignal frei mit der Aufgabe, die Aktivität des M. pterygoideus lateralis und anderer Kaumuskeln derart zu steuern, daß eine optimale Okklusionseinstellung durch die Mandibula erfolgt.Diese Aktivitätsänderungen des M. pterygoideus lateralis haben ihrerseits wieder Einfluß auf die Veränderungen der Wachstumsrate des Kondylenknorpels. In gewissem Ausmaß bewirkt eine experimentelle, durch einen orthopädischen Apparat wie das posturale Vorschubgerät bedingte Okklusionsabweichungen eine Zunahme der Wachstumsgeschwindigkeit des Kondylenknorpels. (Dieses posturale Vorschubgerät hat die Aufgabe, die Betätigungsgröße in eine anteriore Stellung zu bringen.) Nach einer gewissen experimentell bedingten Latenzzeit ist die Wachstumsgeschwindigkeit von dem Ausmaß der eingestellten Okklusionsabweichung abhängig. Die Rezeptoren, von denen das Abweichungssignal ausgeht, schalten sich also in den Regulationsprozeß des Wachstums des Kondylenknorpels ein. Obwohl dieser Aspekt der Rezeptorenfunktion noch kaum untersucht wurde, ist es bereits klar, daß die endgültige Bedeutung der von ihnen ausgelösten Signale nicht nur in einer Zunahme der mastikatorischen Funktion, sondern auch — und dies während der ganzen Entwicklung des Gesichtsskeletts — in der Synchronisation des Längenwachstums zwischen Mandibula und Maxilla liegt.3. Die Einstellung der Länge der Mandibula auf diejenige der Maxilla geschieht nicht nur durch eine Änderung der Wachstumsrate, sondern auch durch die Änderung der Wachstumsrichtung des Kondylenknorpels. Bei einer Hormonzugabe von Somatropin-Somatomedin ist die Verlängerung der Mandibula durch eine Wachstumszunahme des Kondylenknorpels größer als die des maxillären Komplexes; aber wenn dieses in physiologischen Grenzen bleibt, so wird diese Differenz keine großen Okklusionsänderungen bewirken, da durch das Schließen des Winkels zwischen horizontalem und aufsteigcndem Ast der Mandibula eine Kürzung der Mandibula entsteht, die sich so auf den maxillären Komplex einstellt. Die Einstellungsmechanismen sind ebenfalls in dem von uns beschriebenen Servosystem zu suchen.4. Das elastische Ligamentum menisco-temporale scheint mit seinem kondylären Anteil eines der wichtigen Bindeglieder des M. pterygoideus lateralis für seine Kontrolle der Wachstumsrate und der Wachstumsrichtung des Kondylenknorpels zu sein. In der Tat kann, falls der M. pterygoideus lateralis fehlt oder außer Kraft gesetzt wird, durchdirektes Beeinflussen des Ligamentums dieselbe Wirkung erzeugt werden, als ob der M. pterygoideus lateralis intakt wäre. Aber der M. pterygoideus lateralis scheint unersetzbar bei der okklusalen Feineinstellung zu sein. Das Wichtigste an dieser neu entdeckten Rolle des Ligamentums besteht darin, daß jetzt erklärt werden kann, warum ein Vorschubgerät mittels elastischer Kräfte die Wachstumsrate des Kondylenknorpels zu stimulieren vermag, unter der Voraussetzung, daß die Mandibulanicht immobilisiert wird.5. Die Wirkung des peripheren Vergleichers besteht also darin, das postero-anteriore Wachstum des Gesichtsschädels so zu regeln, daß sich die Stellung der Inzisiven des Unterkiefers (einschließlich auch der Eckzähne) im Vergleich zu den Inzisiven (und Eckzähnen) der Maxilla in einer optimalen oder einer suboptimalen Okklusionseinstellung befindet. Jede dieser Interkuspidationsformen stellt ein mehr oder weniger stabiles Gleichgewicht für den Kauakt dar. Eine mögliche Umstellung von einer Gleichgewichtsstellung in die andere während des Wachstums beinhaltet notwendigerweise eine Diskontinuität, deren kritischer Punkt bei der Kante-Kante- oder Höcker-Höcker-Stellung der Inzisiven bzw. Eckzähne liegt.Neben dem peripheren Vergleicher haben wir auch einen zentralen Vergleicher des Servosystems beschrieben. Die Referenz dieses zentralen Vergleichers ist eine Art sensorisches Engramm für die posturale Aktivität der Kaumuskeln, die einer habituellen postero-anterioren Stellung der Mandibula entspricht. Dieses Engramm bildet sich aus einer wiederholten Einstellung des Unterkiefers, bei der ein Minimum an Abweichungssignalen von den peripheren Rezeptoren her erfolgt, die die Okklusionsabweichungen von einer optimalen oder suboptimalen Okklusion registrieren können.

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Summary 1. The direction and magnitude of condylar growth variation is a quantitative response to the experimentally effected changes in the sagittal growth of the maxilla. The altered maxillary growth may be induced through resection of the nasal septal cartilage and / or through administration of growth hormone or testosterone, or by mechanical means. As long as the growth alteration does not exceed a certain limit, no significant changes in the sagittal relationship of the dental arches occur. This action can be considered to be part of a servosystem in which the upper dental arch is the constantly changing reference input and the lower arch is the controlled variable. Effective operation of the servosystem can take place only through slow gradual changes between the dental arches.2. The operation of confrontation between the dental arches elicits in case of deviation a deviation signal which modifies the activity of the lateral pterygoid and other muscles of mastication, allowing the mandible to adjust to the optimal occlusal position. This change in lateral pterygoid activity then influences the growth rate of the condylar cartilage. To a certain extent, experimental devices, such as the hyperpropulsor can elicit similar condylar responses. The hyperpropulsor acts to position the reference input in a more anterior position. Following an experimentally induced latent period, the growth rate increases relative to the degree of appliance activation. The receptors associated with the deviation signal are therefore involved with the regulation of condylar growth. Although little research has been conducted in this aspect of receptor function, it is clear that the elicited signal causes not only an improvement in masticatory function but also synchronizes the growth between the maxilla and the mandible during the entire developmental period of the facial skeleton.3. The adjustment of mandibular length to that of the maxilla occurs not only through a change in growthrate, but also through a change in the growthdirection of the condylar cartilage. Growth hormone affects the lengthening of the mandible (through condylar growth) to a greater extent than the maxilla. If this hormonal effect remains within physiological limits, however, the occlusion will not be significantly altered, since a concomitantreduction in the angle between the ramus and corpus decreases the effective length of the mandible. The adjustment mechanism is illustrated in the servosystem already described by the authors.4. The elastic menisco-temporal ligament with its condylar attachment appears to be an important intermediary in the relationship between the lateral pterygoid muscle and growth of the condylar cartilage. In fact, when the lateral pterygoid is missing or non-functional, direct stimulation of the ligament itself elicits the same condylar response as if the muscle were intact. However, the lateral pterygoid does appear to be essential forfine occlusal adjustment. An important aspect of this newly discovered role of the menisco-temporal ligament is that it helps to explain why, in Class II, elastic force increases the condylar cartilage growth rate, provided that the mandible isnot immobilized in the protruded position.5. The peripheral comparator serves to adjust the anteroposterior growth of the facial skeleton so that the optimal or suboptimal relationship is maintained between the upper and lower incisors, canines and molar cusps. These relationships are states of balance for masticatory function. The transposition from one balanced state to the other is accompanied by a discontinuity whose critical point lies at the edge to edge or cusp to cusp relationship.In addition to the peripheral comparator, we have also described the central comparator of the servosystem. The reference for this central comparator is a sensory engram for the postural activity of the muscles of mastication, corresponding to an habitual anteroposterior mandibular position. This engram develops from repeated mandibular posturing for which the minimal deviation signal of the peripheral receptors results. Such an engram allows for the detection of the deviation from the optimal or suboptimal occlusal position.

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Résumé 1. Le sens et l'amplitude des variatons de la croissance condylienne ont l'aspect d'une réplique quantitative aux variations imposées à la croissance longitudinale du squelette maxillaire, soit par la résection du cartilage septal et / ou par l'administration d'hormone somatotrope ou de testosterone, soit par des contraintes mécaniques. Aussi longtemps que les variations imposées ne dépassent pas certains limites on ne voit survenir aucun décalage sagittal significatif entre les deux arcades dentaires. On est en présence d'unservosystème, où la position de l'arcade dentaire maxillaire est la grandeur à suivre, le reste étant la partie asservie; la position d'ajustement occlusal optimal de l'arcade dentaire mandibulaire est la variable réglée. L'organisation du servosystème est telle que seules les variations lentes et de faible magnitude que l'on impose à la grandeur à suivre sont fidèlement suivies par la partie asservie.2. L'opération de confrontation entre la position de l'arcade dentaire maxillaire et la position de l'arcade dentaire mandibulaire, est à l'origine des signaux d'écart déstinés à moduler l'activité du muscle ptérygoidien latéral et celle de certains autres muscles masticateurs, de façon mettre la mandibule dans la position d'ajustement occlusal optimal. Ces variations d'activité du muscle ptérygoidien latéral ont pourconséquence de produire des variations de la vitesse de croissance du cartilage condylien. Dans certains limites, l'écart créé expérimentalement au moyen d'un appareil orthopédique approprié, tel que l'hyperpropulseur postural (celui-ci agit de façon à mettre la grandeur à suivre dans une position plus avancée) produit dans le cartilage condylien un supplément de croissance; après un délai expérimental donné, la valeur de ce supplément de croissance est fonction de la valeur de l'écart. Les récepteurs qui sont à l'origine des signaux d'écart interviennent donc dans les processus de régulation de la croissance du cartilage condylien. Bien que cet aspect de leur fonction soit pratiquement encore inexploré, il est d'ores et déjà évident que la significationultime des signaux qu'ils produisent apparait non seulement dans l'accroissement de performance de l'acte masticateur, mais aussi — tout au long du développement du squelette facial — dans la synchronisation de la croissance longitudinale entre la mandibule et le massif maxillaire.3. L'ajustement de la longueur de la mandibule à celle du massif maxillaire se fait non seulement par des variations quantitatives de la vitesse de croissance du cartilage condylien, mais aussi par des variations de ladirection de cette croissance. En réponse à une stimulation par l'hormone somatotropesomatomédine, l'allongement de la mandibule par le supplément de croissance du cartilage condylien est plus grand que celui du massif maxillaire; en fait, dans les limites physiologiques, aucun décalage n'est décelable dans l'ajustement occlusal, pour la simple raison que, dans ce cas, l'angle entre la branche montante et la branche horizontale tend à se fermer, ce qui a pour effet de réduire la longueur de la mandibule et de l'ajuster à celle du massif maxillaire. Les mécanismes de cet adjustement sont à rechercher, eux aussi, dans le servosystème que nous avons décrit.4. Le frein élastique ménisco-temporal, avec sa branche condylienne, apparait comme un des intermédiaires principaux du muscle ptérygoidien latéral dans son action de controle sur la vitesse et la direction de croissance du cartilage condylien. Effectivement, lorsque le muscle ptérygoidien latéral est absent ou hors jeu, la sollicitationdirecte du frein peut être suffisante pour obtenir des effets de meme nature que ceux habituellement obtenus en présence du muscle ptérygoidien latéral. Mais le muscle ptérygoidien latéral semble irremplaçable pour maintenir un ajustement occlusal fin. La principale retombée de ce rôle nouvellement découvert du frein réside dans la possibilité d'expliquer l'observation selon laquelle l'hyperpropulsion de la mandibule par forces élastiques peut stimuler la vitesse de croissance du cartilage condylienà la condition que la mandibule ne soit pasimmobilisée! 5. Le fonctionnement du comparateur périphérique du servosystème a donc pour effet d'assurer une croissance postéro-antérieure du squelette facial telle que la position des incisives (et d'une façon plus générale des cuspides) inférieures par rapport aux incisives (et cuspides) supérieures ne puisse correspondre qu'à une position d'ajustement occlusal soit optimal, soit suboptimal, de la mandibule. Chacune des positions d'intercuspidation représente un équilibre plus ou moinsstable et compatible avec l'acte de mastication. Un éventuel passage au cours de la croissance d'une position d'équilibre à une autre, comporte nécessairement une discontinuité, le point critique correspondant à la position d'affrontement incisive — incisive ou cuspides — cuspides.A coté du comparateur périphérique, nous avons décrit un comparateur central du servosystème. La référence de ce comparateur central est une sorte d'engramme sensoriel pour l'activité posturale des muscles masticateurs qui correspond au positionnement postéro-antérieurusuel de la mandibule. Cet engramme se forme par l'expérience répétée d'un positionnement de la mandibule coincidant avec la minimisation des signaux provenant des détecteurs de l'écart par rapport à l'ajustement occlusal optimal ou à un ajustement occlusal suboptimal.

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Diese Arbeit wurde durch ein C. R. L. n^o 76. 1. 135. 4 (INSERM, FRANCE) gefördert. Mit technischer Unterstützung durchDenise George, Biologiste au CNRS.     

Unterkieferpropulsion durch eine im Oberkiefer fixierte Vorbißführung mit seitlicher Bißsperre von unterschiedlicher Höhe. Auswirkungen bei Ratten während der Wachstumsperiode und bei erwachsenen Tieren

Zusammenfassung 1. Die Behandlung mit einemHerren-oder LSU-Aktivator während der Präpubertäts-, der Pubertäts-und der Nachpubertätsphase verursacht eine Wachstumssteigerung, welche den Unterkiefer signifikant verlängert, mehr als das Wachstum der nicht kieferorthopädisch behandelten Ratten. Die Hypothese, nach welcher die Unterkieferlänge genetisch prädeterminiert ist, wird auf diese Weise experimentell widerlegt. 2. DerHerren- oder LSU-Aktivator ist jedoch wirksam, wenn er 12 bis 18 Stunden pro Tag getragen wird. Der posturale Hyperpropulsor und derFränkelsche Funktionsregler sind dagegen selbst dann noch wirksam, wenn sie 24 Stunden pro Tag getragen werden. DerHerren- oder LSU-Aktivator ist effizienter, wenn er während der Ruhezeit (d. h. während des Schlafens) getragen wird. 3. Eine geringe Zunahme der seitlichen Bißsperre macht denHerren- oder LSU-Aktivator wirksamer; wenn diese Erhöhung jedoch stark ist, wird der Reizeffekt für den Unterkieferzuwachs gering bis unbedeutend. Man beobachtet dann nur eine funktionelle anteriore Stellung des Unterkiefers, die aus einem verminderten Zuwachs der Musculi pterygoidei laterales und einem neuen Engramm entsteht, sowie eine wichtige Beschleunigung der Erneuerungsgeschwindigkeit des Alveolarknochens, welche von einer Egression und Mesialisation der seitlichen Unterkieferzähne begleitet ist. 4. Die Untersuchungen bei der Ratte ermöglichten, verschiedene biologische Aspekter der Wirkung des Aktivators auf den Unterkiefer zu entdecken. DerHerren- oder LSU-Aktivator wirkt täglich in zwei Zeiten: zunächst bewirkt das Gerät während der Schlafensperiode einen verminderten Zuwachs der Musculi pterygoidei laterales und die Bildung eines neuen Engramms für die gezwungene Vorschubhaltung des Unterkiefers; sodann betätigt sich während der Tagesstunden, in denen das Gerät nicht getragen wird, der Unterkiefer in dieser anterioren Stellung, was eine Reizsteigerung für das Ligamentum menisco-temporo-condylare bedeutet und infolgedessen eine Wachstumssteigerung des Kondylenknorpels auslöst. 5. Wenn das Wachstum abgeschlossen ist, kann kein Aktivator-Type die Länge des Unterkiefers stricto sensu verändern. Jedoch kann der Aktivator selbst bei Erwachsenen eine wirkliche Verkürzung der Musculi pterygoidei laterales erreichen und dadurch eine anteriore funktionelle Lage des Unterkiefers erzielen. Bei einigen Aktivator-Arten kommt eine Beschleunigung der Erneuerungsgeschwindigkeit des Alvolarknochens hinzu, die von einer Egression und Mesialisation der Unterkiefer-Seitenzähne begleitet ist.

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Summary (1) The treatment with aHerren- or a LSU-type activator (R. Shaye) during the whole period including prepubertal, pubertal and post-pubertal phases, produces an increase in growth, which causes the mandible to be significantly longer than in non-treated rats. The hypothesis according to which the length of the mandible is genetically predetermined is thus refuted. (2) However, theHerren- or LSU-type activator is only efficient if it is worn for 12 to 18 hours a day; while the postural hyperpropulsor and theFränkel's function regulator are efficient even if they are worn almost 24 hours a day. TheHerren- or LSU-type activator is more efficient when it is worn during the hours corresponding to the sleeping period than when it is worn during the waking period. (3) A slight increase in the molar bite causes theHerren-oder LSU-type activator to be more efficient; but when this increase is too great, the stimulating effect on the lengthening of the mandible becomes less important, and even negligible. Then, one only observes a more forward positioning of the mandible, which is due to a lesser increase in the length of the lateral pterygoid muscle, as well as to an important increase of the turn-over rate of the alveolar bone, accompanied by the egression and the mesialisation of the lateral mandibular cheek teeth. (4) Experiments carried out in growing rats enabled us to discover several biological aspects of the action of the activator on the mandible. TheHerren- or LSU-type activator has a daily two-step effect: during the hours the appliance is worn (rest-time), it produces a lesser increase of the lateral pterygoid muscle, and constitutes a new engram for the more forward positioning of the mandible; during the hours the appliance is not worn (wake-time), the mandible performs its movements in the more forward positioning, causing a supplementary stimulation of the retro-discal pad, and, consequently, a supplement of growth of the condylar cartilage. (5) When the growth is completed, the activator-whatever type-cannot modify the length of the mandible any more. However, the activator can, even in adults, produce a true shortening of the lateral pterygoid muscle and, in this way, cause a more forward positioning of the mandible. With some types of activator, there can also be an increase of the turn-over rate in the alveolar bone which is accompanied by an egression and a mesialisation of the lateral mandibular cheek teeth.

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Résumé 1. Le traitement avec l'activateur de typeHerren ou de type LSU (R. Shaye) pendant toute la période prépubertaire, pubertaire et postpubertaire produit un supplément de croissance qui rend la mandibule significativement plus longue que celle des animaux non-traités. L'hypothèse selon laquelle la longueur de la mandibule est prédéterminée génétiquement est ainsi réfutée. 2. Toutefois, l'activateur de typeHerren ou LSU n'est réellement efficace que s'il est porté 12 à 18 heures par jour, alors que l'hyperpropulseur postural et le Funktionsregler deFränkel sont efficaces même s'ils sont portés presque 24 heures par jour. L'activateur deHerren ou LSU est plus efficace lorsqu'il est proté pendant les heures correspondant au sommeil, que lorsqu'il est porté pendant les heures de veille. 3. Une légère surélévation de l'occlusion au niveau des molaires rend l'activateur deHerren ou LSU plus efficace, mais, lorsque cette augmentation de la hauteur est trop forte, l'effet stimulant sur l'allongement de la mandibule devient peu important, voire négligeable. On n'observe alors qu'un positionnement plus antérieur de la mandibule, dû à un moindre accroissement en longueur du muscle ptérygoïdien latéral, ainsi qu'une augmentation importante de la vitesse de renouvellement de l'os alvéolaire allant de pair avec l'égression et la mésialisation des dents latérales mandibulaires. 4. L'expérimentation sur le rat a permis de découvrir plusieurs aspects biologiques de l'action de l'activateur sur la mandibule. L'activatuer deHerren ou LSU agit quotidiennement en deux temps: pendant les heures où l'appareil est porté (période de repos), il provoque un moindre accroissement du muscle ptérygoïdien latéral et suscite la formation d'un nouvel engramme pour le positionnement contraint de la mandibule vers l'avant; pendant les heures où l'appareil n'est pas porté (période de veille), la mandibule effectue ses mouvements dans cette position plus antérieure, ce qui entraîne un supplément de sollicitation du frein ménisco-temporo-condylien et, conséquemment, un supplément de croissance du cartilage condylien. 5. Lorsque la croissance est terminée, aucun activateur-quelqu'en soit la variété-ne peut plus modifier la longuer de la mandibule. Toutefois, l'activateur peut, même chez l'adulte, provoquer un réel raccourcissement du muscle ptérygoïdien latéral et entraîner, de ce fait, un positionnement plus antérieur de la mandibule. A cela peut s'ajouter avec certains types d'activateurs, une augmentation de la vitesse de renouvellement de l'os alvéolaire allant de pair avec l'égression et la mésialisation des dents latérales mandibulaires.

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Herrn Prof. Dr. FelixAscher zum 75. Geburtstag gewidmet.     

Zusammenhänge zwischen dentalen Parametern und elektronischen Axiographiebefunden

Zusammenfassung In der vorliegenden Untersuchung soll versucht werden, mögliche Zusammenhänge zwischen dentalen Parametern und der horizontalen Kondylenbahnneigung aufzustellen. Dazu wurden zwei Probandengruppen mit unphysiologischen Frontzahnbeziehungen, eine Gruppe mit vergrößerter, eine mit umgekehrter Frontzahnstufe, ausgewählt und bei allen Probanden die horizontale Kondylenbahnneigung mit einer optoelektronischen Registrierapparatur gemessen sowie verschiedene dentale Parameter am Patienten bzw. am Modell bestimmt. Die Kondylenbahnneigung sowie die Parameter Frontzahnkontakte bei Protrusion, Überbiß, resultierende Stufe, sagittaler und vertikaler Nullinienabstand zeigten für beide Gruppen signifikante Verteilungsunterschiede. Ein statistischer Zusammenhang zwischen dentalen Parametern und der horizontalen Kondylenbahnneigung konnte nicht festgestellt werden. Der Einfluß der muskulären Führung ist in hohem Maße für die große Variabilität bei der Registrierung der Kiefergelenkfunktion, speziell der quantitativen Auswertung, auch bei mehrmaliger Wiederholung der Aufzeichnung beim selben Patienten, verantwortlich.Summary The purpose of the present study was to discern possible relationships between dental parameters and the horizontal inclination of the condyle path. Two test groups of orthodontically untreated individuals with non-physiological incisor relationships, one group with enlarged and the other with reverse overjet, were selected for the study. An opto-electronic apparatus was employed to measure the horizontal inclination of the condyle path. The dental parameters were set by clinical examination and by measuring plaster casts. Both groups exhibited significant distribution deviations in the inclination of the condyle path and in the following parameters: occlusal contacts of the front teeth during protrusion, overbite, resulting overjet, and sagittal and vertical distance of the incisal edge of the lower incisors to the zero point of the upper incisors. Statistically no correlation between the dental parameters and the inclination of the condyle path was discerned. The influence of muscular guidance is in large measure the determining factor for the large variations in the TMJ-registrations, and especially in their quantitative evaluation. The results were the same even when tracings were repeated a number of times with the same patient.

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Vortrag, gehalten auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kieferorthopädie 1991 in Aachen.     

Usefulness of measuring plasma cytokines in oral and maxillofacial surgery

We determined the intra- and postoperative plasma concentrations of cytokines (tumor necrosis factor [TNF]-, interleukin [IL]-1, IL-6, and IL-8) in oral surgery patients with procedures ranging in duration from 20 to 375min and investigated their relationship to the intensity of the surgical stress over time. No significant differences from baseline levels were observed in the levels of TNF-, IL-1, and IL-8. By contrast, increased IL-6 levels were noted only on the first postoperative day, when they reached 1500% of the baseline level, after which they decreased to preoperative levels by the third postoperative day and tended to reflect the intensity of surgical stress.     

Erbe und Funktion

Ohne ZusammenfassungMit 10 AbbildungenVortrag gehalten auf der Wissenschaftlichen Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kieferorthopädie 1960 in Hamburg.     

Faktoren für die Kinndifferenzierung

Ohne ZusammenfassungMit 22 AbbildungenReferat, gehalten auf der Wissenschaftlichen Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kieferorthopädie vom 21. bis 24. 5. 1964 in Salzburg.     

Über die Einflüsse,die zu einer Hemmung oder Förderung der Entwicklung des Oberkiefers führen

Ohne ZusammenfassungMit 4 AbbildungenPreisarbeit (Auszug), eingereicht zur wissenschaftlichen Aufgabe der Deutschen Gesellschaft für Kieferorthopädie (Abgabetermin 1. April 1956).     

Three-dimensional analysis of dentist’s eye movements

We measured the eye movements of a dentist while a pediatric patient walked toward a dental chair. Bilateral eye movements were measured and analyzed three-dimensionally based on the angle of convergence. The frequency of fixation points registered in each test ranged from 2 to 11, with an average of 6.6. No significant differences were observed when the experiments were grouped according to the age of the observed child. In 13 out of 74 experiments, the calculated distances between the observer and the fixation points corresponded to the actual distances. According to the patterns of where the fixation points occurred, 13 experiments had an inside-outside pattern and 61 had an outside-only pattern. None of the experiments had an inside-only pattern. The outside-only group was further subclassified into 50 behind-only patterns, 5 in front-only patterns, and 6 in-front-and-behind patterns. As far as depth perception is concerned, the angle of convergence determined by the eye movements would rarely correspond to the actual distance between the observer and the fixation point.     

Variabilität der Kinnform bei anatomisch korrektem Gebiß

Ohne ZusammenfassungMit 9 Abbildungen in 14 EinzeldarstellungenReferat, gehalten auf der Wissenschaftlichen Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kieferorthopädie vom 21. bis 24. 5. 1964 in Salzburg.     

Beitrag zur Genetik des orofazialen-digitalen Syndroms

Ohne ZusammenfassungMit 17 AbbildungenNach einem Vortrag, gehalten auf der wissenschaftlichen Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kieferorthopädie in Stuttgart am 11. Juni 1965.     

Das Kinnproblem in kieferorthopädischer Sicht

Ohne ZusammenfassungMit 24 Abbildungen in 36 EinzeldarstellungenEinleitendes Referat zum Thema Kinnproblem, gehalten auf der Wissenschaftlichen Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kieferorthopädie vom 21. bis 24. 5. 1964 in Salzburg.     

Current status of diagnostic imaging in dental university hospitals in Japan

The diagnostic imaging examinations in all 29 dental university hospitals in Japan were analyzed during a 1-year period from April 1999 to March 2000. The total number of patients examined was 790859, which corresponded to 27271 patients per hospital on average, with a range from 7872 to 62904. Relative to the total number of patients, intraoral radiography was found to have been most frequently performed, 59% on average, with a range from 40% to 80%, depending on the hospital. Extraoral radiography, mostly panoramic radiography, was 36% on average with the range from 18% to 56%.A significant inverse correlation was observed between the percentages of intraoral and extraoral radiography, relative to the total number of all types of imaging examinations. Computed tomography (CT) examinations were performed with their own apparatuses in 27 hospitals with a frequency of 2.9% of patients in all imaging examinations on average and 9.1% at maximum. The scanning parameter of milliampere seconds (mAs) for individual types of routinely performed CT examinations varied widely, and thus the patient dose can be expected to be considerably reduced, without reducing the amount of diagnostic information to be obtained. Other imaging examinations performed were magnetic resonance imaging in 11 hospitals, X-ray fluoroscopy in 8 hospitals, ultrasonography in 20, nuclear medicine in 5, and bone densitometry in 1 hospital.A report from the Radiation Protection Committee (Chairperson, T. Sasaki), Japanese Society for Oral and Maxillofacial Radiology. A portion of this study was presented at the 4th ACOMFR, June 16, 2002, Kaohsiung, Taiwan.     

Neue Gesichtspunkte zur Ätiologie der Progenie

Zusammenfassung Bei der Untersuchung unseres Progeniematerials haben wir die Folgen von drei deutlich unterscheidbaren Typen von systematischen Wachstummstörungen finden können. Die erste von diesen ist die sogenannte micro-rhine-Dysplasie, durch die die Nasen- und Zwischenkieferregion betroffen wird und die zu einer Reduktion der Gesichtshöhe mit einer kompensatorischen Hyperflektion des Unterkiefers führt. Unter gewissen Umständen kann diese Kompensation des Höhendefizits im Mittelgesicht auch zu einem progenen Kreuzbiß führen. Die zweite Wachstumsstörung wird microte Dysplasie genannt und betrifft die temporale und okzipitale Region der Schädelbasis und führt zu einem Gelenkvorstand und daraus folgend zu einer Klasse III-Verzahnung. Diese beiden Wachstumsstörungen können als leichte Manifestationen von kranio-fazialen Mißbildungen aufgefaßt werden, die in der Embryologie als Arhinenzephalie und Otozephalie bekannt sind. Schließlich wird ein dritter Typ einer Wachsstumstörung unter dem Namen leptoide Dysplasie beschrieben, bei der das sagittale Wachstum des Gesichts im allgemeinen herabgesetzt ist, wogegen das Vertikalwachstum betont gefunden wird. Von dieser Wachstumsanomalie wird besonders auch der Unterkieferknochen als Einzelelement betroffen und läßt diesselben hypo- und hyperplastischen Abweichungen von der normalen Wunschform erkennen.

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Summary In our class III material we have seen the sequelae of three distinct types of systemic growth disturbances. The first of these is called micro-rhinic dysplasia and involves the nasal and premaxillary region and results in a reduction of facial height with compensatory overclosure of the mandible. Under certain circumstances this deficiency in the vertical dimension leads to an anterior crossbite.The second is called microtic-dysplasia and involves the temporal and occipital regions of the base of the skull and results in a forward position of the TM joints and consequently in a class III malocclusion. The two of them can be regarded as slight manifestations of craniofacial malformations known in Embryology as Arhinencephaly and Otocephaly.Finally a third type is described under the name of leptoid dysplasia in which the sagittal growth of the face in general is reduced while the vertical growth is pronounced.The mandible is likewise involved showing at the same time hypo- and hyperplastic deviations from the normal growth.

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Mit 15 Abbildungen

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Herrn Professor Dr. E. Hausser zum 60. Geburtstag     

Die elastischen Deformierungen der menschlichen Mandibula und ihre Bedeutung für die Kieferorthopädie

Ohne ZusammenfassungReferat über den auf der Wissenschaftlichen Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kieferorthopädie in Wiesbaden am 5. 6. 1966 vorgeführten Tonfilm Untersuchungen der funktionsbedingten elastischen Deformierungen der menschlichen Mandibula.     

Orthodontisches Meß- und Simulationssystem (OMSS) für die statische und dynamische Analyse der Zahnbewegung

Zusammenfassung Es wird ein orthodontisches Meß- und Simulationssystem (OMSS) vorgestellt. Hauptbestandteile dieses Systems sind zwei Meßtische, die sich jeweils aus einem Kraft/Momenten-Sensor und einem motorisch angetriebenen, dreidimensional beweglichen Positioniertisch zusammensetzen. Die Kraft/Momenten-Aufnehmer sind in der Lage, die auf einen Zahn einwirkenden Kraftsysteme vollständig zu erfassen, da sie sowohl alle Kräfte als auch alle Drehmomente simultan messen können. Unter Verwendung des Computerprogramms OMSS, das auf einem Personal-Computer läuft, können eine Vielzahl verschiedener Messungen ausgeführt werden. Zum einen gestattet das System die Durchführung sogenannter Absolutmessungen, die im einfachsten Falle das Aufnehmen von Kraft/Weg-Diagrammen, bei komplizierten Fragestellungen auch die Erfassung mehrdimensionaler Kraft/Weg- oder Drehmoment/Weg-Kurven erlauben. Zum anderen werden Simulationen der Zahnbewegung unterstützt, bei denen, basierend auf dem auf einen Zahn einwirkenden Kraftsystem, die resultierenden Bewegungen errechnet und ausgeführt werden. Mit Hilfe des so realisierten Computertypodonten kann nicht nur das statische, sondern auch das dynamische Verhalten kieferorthopädischer Behandlungselemente untersucht werden. Die Einsatzmöglichkeiten des Systems werden anhand mehrerer Beispiele demonstriert.

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Summary An orthodontic measurement and simulation system (OMSS) is presented. The major components of this system are two measuring tables each comprising a force/torque sensor and a motor driven, fully three-dimensionally adjustable positioning stage. The force/torque sensors are capable of measuring simultaneously all forces and torques acting on a tooth. Using the computer programm OMSS which runs on a personal computer, several different measurements can be conducted. On the one hand, the system supports absolute measurements such as the registration of a force/deflection diagram. Furthermore, even multidimensional force/deflection-or torque/distance curves can be measured. On the other hand, simulations of orthodontic tooth movement can be conducted. In such simulations, the force system acting on a tooth is measured and the resulting tooth movements are calculated. By using this computer typodont, not only the static but the dynamic behaviour of orthodontic appliances can be studied. The application of this system is demonstrated by the analysis of several orthodontic problems.

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Herrn Professor Dr. Dr.G. P. F. Schmuth zum 65. Geburtstag.

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Diese Arbeit wurde gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (Dr 196/1 und Schm 232/2-1).     

Mastikationseffekt bei unterschiedlichen Gebißformen

Zusammenfassung An Hand von Kaufunktionsprüfungen wurden bei 86 Patienten die Wechselbeziehungen zwischen dem Zerkleinerungsvermögen von Pinienkernen und dem Gebißzustand untersucht. Die Beurteilung des Zahnsystems erfolgte nach folgenden Kriterien: Ausprägungsgrad der Anomalie, Zahl der Kaueinheiten und Antagonistenbeziehungen. Es konnte ein signifikanter Unterschied zwischen dem Zerkleinerungsvermögen des Gebisses und den obigen Kriterien festgestellt werden. Als besonders eindeutig in der Beurteilung erwies sich die Klassifikation nach Antagonistenbeziehungen.

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Summary Basing on experiments of the masticatory function 86 patients chewed stone-pine kernels into small pieces and the results, with the state of the occlusion were analysed. The assessment of the occlusion was carried out according to the following criteria: 1. degree of anomaly, 2. number of masticatory units and 3. relationship between opposing teeth. A significant difference was revealed between the degree of pulverization of the kernels and the above criteria. In the analysis the classification of the relationship between antagonists proved to be particularly obvious.

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Résumé On a examiné sur une base fonctionnelle la corrélation entre la capacité de mâcher des noyaux de pin et l'état des mâchoires de 86 patients. Le système dentaire est étudié selon les critères suivants: degré de l'anomalie, nombre d'unités masticatrices, relation des antagonistes. Une différence importante est apparue entre la capacité de mastication et les critères énoncés précédemment. C'est la classification selon les relations des antagonistes qui a été particulièrement déterminante dans cette dissemblance.

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Mit 11 Abbildungen     

Die Steuerung des Zahndurchbruchs mittels Extraktionen nach HOTZ,Indikation und Methodik

Zusammenfassung In einem anschließenden kasuistischen Beitrag wurden an Hand von Röntgenstaten, Modellen und Mundaufnahmen die typischen Indikationen und die Methoden der Steuerung vorgestellt.Mit 6 AbbildungenLa direction de la seconde dentition, est l'écueil des dentistes d'un demi-talent.     

Was verstehen wir heute unter Spätbehandlung?

Zusammenfassung Zur Bestimmung des Begriffs Spätbehandlung wurden die Zusammenhänge zwischen den Reifemerkmalen Lebensalter, Zahnalter, Skelettalter und Gewebealter einer statistischen Untersuchung unterzogen. Dabei zeigt sich, daß die Abweichungen zwischen Zahnalter und Skelettalter größer sind als zwischen den anderen Kriterien. Die Bedeutung dieser Ergebnisse für die Praxis wird aufgezeigt und eine am Wachstum orientierte Definition des Begriffes Spätbehandlung vorgeschlagen.

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Summary In order to find out an exact definition of delayed treatment we correlated chronological age, dental age, skeletal age and soft tissue age statistically. We found that the difference between dental age and skeletal age is greater than between the other criteria. These results have lead to a definition of the term delayed treatment, which is oriented on growth and development.

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Résumé Pour définir le terme traitement tardif, on a examiné statistiquement les relations entre l'âge civil, l'âge d'éruption dentaire, l'âge de l'éruption dentaire et l'âge osseux sont plus grandes qu'avec les autres âges étudiés. Ainsi on a démontré l'importance de ces résultats pour la pratique journalière et on propose une définition du terme «traitement tardif», en relation avec la croissance de l'individu.

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Mit 5 Abbildungen