Minischrauben und Vollverankerung in der Kieferorthopädie – Vorteile, Materialien und Anwendung

Eine der größten Einschränkungen der traditionellen Kieferorthopädie war schon immer der Umgang mit Verankerungen. Komplexe Bewegungen und biomechanische Funktionen, wie sie beispielsweise bei der Extraktion impaktierter Zahnelemente, bei Zahnintrusionsbewegungen oder bei größeren sagittalen Translationen auftreten, erfordern ein Höchstmaß an Verankerung.

In der Kieferorthopädie muss Kraft ausgeübt werden, um eine Zahnbewegung zu erzeugen, die eine gleich große und entgegengesetzte Reaktion hervorruft. Um die Auswirkungen dieser Reaktion zu begrenzen, können je nach der zu erwartenden Auswirkung der Reaktion auf die Verankerung selbst minimale, mittlere oder maximale Verankerungen erforderlich sein, sofern dies nicht gewünscht ist. (1)

Die Verankerung kann als einfach, stationär, reziprok, intraoral, intermaxillär oder extraoral klassifiziert werden. (2)

Vor diesem Hintergrund sind Minischrauben eine echte Revolution in der kieferorthopädischen Behandlung.

Minischrauben (TADS) – Eigenschaften und Materialien

Minischrauben oder provisorische Verankerungen (Temporary Anchorage Devices, TADS) sind temporäre, einschraubbare enossale Vorrichtungen, die die einzige wirkliche Form der vollständigen Verankerung in der Kieferorthopädie darstellen. (3)

Sie können aus unterschiedlichen Materialien bestehen(4,5), müssen aber einige gemeinsame Mindestmerkmale aufweisen.

Das Material muss:

1. ungiftig und biokompatibel sein;
2. hervorragende mechanische Eigenschaften haben;
3. widerstandsfähig gegen Spannung, Verformung und Korrosion sein.

Die am häufigsten verwendeten Materialien für Minischrauben sind chirurgischer Edelstahl  und Titanlegierungen, die beide biokompatibel sind. (6)

Titanschrauben ermöglichen einen direkten Kontakt mit dem Knochen und eine Osseointegration  mit dem umgebenden Knochengewebe, während Stahlschrauben dazu neigen, eine Fibrointegration der Schraube im Knochen zu verursachen. (7-9)

Trotz dieser Unterschiede bieten beide Materialien vorhersagbare klinische Ergebnisse und eine vergleichbare biomechanische Stabilität. (10,11)

Die mangelnde Überlegenheit von Titan, das durch Osseointegration eine höhere Stabilität bieten sollte, lässt sich durch das Versagen des Integrationsmechanismus der meisten Minischrauben erklären, da sich auf dem Knochenimplantat ähnlich wie bei Minischrauben aus Stahl eine Schicht aus fibrösem Bindegewebe bildet. (12)

Der größte Unterschied zwischen den beiden Materialien besteht darin, dass Stahl bessere mechanische Eigenschaften aufweist.(13,14) Wenn beim Eindrehen oder Herausdrehen von Schrauben die Drehmomentwerte und damit die Torsionsbelastungsgrenzen überschritten werden, kommt es aufgrund der höheren Widerstandsfähigkeit von Stahl zu weniger Brüchen.(15)

Vorteile von Minischrauben und skelettaler Verankerung

Die Vorteile der Verwendung von Minischrauben liegen in ihrer Fähigkeit, eine skelettale Verankerung zu erzielen, die eine vollständige Verankerung ermöglicht.

Je nach Lage und Art der einwirkenden Kraft lassen sich nun Verankerungen realisieren, die früher komplexe biomechanische Funktionen, extraorale Vorrichtungen und eine enge Zusammenarbeit mit dem Patienten erfordert hätten.

Eine skelettale Verankerung kann auch dort erfolgreich sein, wo andere biomechanische Funktionen kompliziert wären. (1)

Bestimmte Bewegungen, wie z. B. Intrusion, sind ohne den Einsatz von Minischrauben äußerst schwierig. Bei richtiger Positionierung können Minischrauben dazu beitragen, signifikante sagittale Bewegungen zu erzielen, ohne dass eine Mitwirkung des Patienten erforderlich ist. Da keine reaktiven Bewegungen oder Kräfte auftreten, lassen sich bessere Ergebnisse erzielen und das Ergebnis ist besser vorhersagbar. 

Eine reine skelettale Verankerung kann wahlweise in Fällen erfolgen, in denen eine orthopädische/skelettale Wirkung gewünscht ist, ohne die Position der Zähne verändern zu müssen.

Minischrauben können in bestehende Vorrichtungen integriert werden, um die Art der Verankerung zu ersetzen oder zu verbessern und so unerwünschte Bewegungen zu reduzieren oder zu eliminieren, die mit herkömmlichen Verankerungen auftreten können. (16-18)

Minischrauben können an verschiedenen anatomischen Stellen sowie interradikulär oder extraradikulär eingesetzt werden.(19-21)

Biomechanisch gesehen hängen die Vor- und Nachteile jedes Anwendungsbereichs von den gewünschten Bewegungen ab. Beispielsweise begrenzen interradikuläre Minischrauben die Zahnbewegung in den Bereichen in der Nähe der Schraube selbst.

Was die Nachteile der Verwendung von TADS betrifft, so sind ihr mögliches Versagen und der Verlust der Stabilität, das erhöhte Risiko iatrogener Schäden bei der Positionierung der Schrauben und die steigenden Kosten zu nennen.

---

Literaturverzeichnis

1. Cope, J. B. (2005, marzo). Temporary anchorage devices in orthodontics: a paradigm shift. En Seminars in orthodontics (Vol. 11, N.º 1, pp. 3-9). WB Saunders.
2. Ottofy, L. (1923). Standard dental dictionary. Laird y Lee, Incorporated.
3. Daskalogiannakis, J., Miethke, R. R. y McNamara, J. A. (2000). Glossary of orthodontic terms (p. 79). Batavia, IL, USA: Quintessence Publ..
4. Singh, K., Kumar, D., Jaiswal, R. K. y Bansal, A. (2010). Temporary anchorage devices–Mini-implants. National journal of maxillofacial surgery, 1(1), 30-34.
5. Bollero, P., Di Fazio, V., Pavoni, C., Cordaro, M., Cozza, P. y Lione, R. (2018). Titanium alloy vs. stainless steel miniscrews: an in vivo split-mouth study. European review for medical and pharmacological sciences, 22(8), 2191-2198.
6. Cornelis, M. A., Scheffler, N. R., De Clerck, H. J., Tulloch, J. C. y Behets, C. N. (2007). Systematic review of the experimental use of temporary skeletal anchorage devices in orthodontics. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, 131(4), S52-S58.
7. Branemark, P. I. (1977). Osseointegrated implants in the treatment of the edentulous jaw: experience from a 10-year period. Scad J Plast Reconstr Surg, 16, 1-132.
8. Albrektsson, T., & Hansson, H. A. (1986). An ultrastructural characterization of the interface between bone and sputtered titanium or stainless steel surfaces. Biomaterials, 7(3), 201-205.
9. Gotman, I. (1997). Characteristics of metals used in implants. Journal of endourology, 11(6), 383-389.
10. Papadopoulos, M. A. (2008). Orthodontic treatment of Class II malocclusion with miniscrew implants. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, 134(5), 604-e1.
11. Reynders, R., Ronchi, L. y Bipat, S. (2009). Mini-implants in orthodontics: a systematic review of the literature. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, 135(5), 564-e1.
12. Nanda, R. y Uribe, F. A. (2010). Miniviti e placche: Dispositivi temporanei di ancoraggio in ortodonzia. Elsevier Health Sciences.
13. Buschang, P. H., Carrillo, R., Ozenbaugh, B. y Rossouw, P. E. (2008). 2008 survey of AAO members on miniscrew usage. Journal of clinical orthodontics: JCO, 42(9), 513-518.
14. Francioli, D., Ruggiero, G. y Giorgetti, R. (2010). Mechanical properties evaluation of an orthodontic miniscrew system for skeletal anchorage. Progress in orthodontics, 11(2), 98-104.
15. Brown, R. N., Sexton, B. E., Chu, T. M. G., Katona, T. R., Stewart, K. T., Kyung, H. M. y Liu, S. S. Y. (2014). Comparison of stainless steel and titanium alloy orthodontic miniscrew implants: a mechanical and histologic analysis. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, 145(4), 496-504.
16. Sahin, T., Delforge, A., Garreau, E., Raoul, G. y Ferri, J. (2016). Orthopedic treatment of Class III malocclusions using skeletal anchorage: A bibliographical review. International Orthodontics, 14(3), 263-272.
17. Fouda, A. S., Aboulfotouh, M. H., Attia, K. H. y Abouelezz, A. M. (2020). Carriere Motion Appliance with miniscrew anchorage for treatment of Class II, division 1 malocclusion. J Clin Orthod, 54(10), 633-641.
18. Lin, L., Ahn, H. W., Kim, S. J., Moon, S. C., Kim, S. H. y Nelson, G. (2015). Tooth-borne vs bone-borne rapid maxillary expanders in late adolescence. The Angle Orthodontist, 85(2), 253-262.
19. Chang, C. H., Lin, L. Y. y Roberts, WE (2021). Orthodontic bone screws: A quick update and its promising future. Orthodontics & Craniofacial Research, 24, 75-82.
20. Poggio, P. M., Incorvati, C., Velo, S. y Carano, A. (2006). “Safe zones”: a guide for miniscrew positioning in the maxillary and mandibular arch. The Angle Orthodontist, 76(2), 191-197.
21. Ghosh, A. (2018). Infra-zygomatic crest and buccal shelf-orthodontic bone screws: a leap ahead of micro-implants–clinical perspectives. Journal of Indian Orthodontic Society, 52(4_suppl2), 127-141.