Dreidimensionale Finite-Element-Modellierung der Kiefermuskulatur zur Simulation realistischer Belastungszustände im stomatognathen System
Final Report Abstract
Die Ergebnisse des DFG-geförderten Projekts haben auf der Basis experimenteller Untersuchungen, numerischer Berechnungen und von FE-Simulationen zum ersten Mal zeigen können, dass es bei isometrischen Muskelkontraktionen (simulierte Parafunktionen) in spezifischen Kraftrichtungen zu besonderen Belastungszuständen sowohl einzelner Muskeln als auch diskreter Muskelregionen kommt. Darüber hinaus wurde aufgezeigt, dass auch die Kiefergelenke bei solchen Aktivierungszuständen beim Generieren spezieller resultierender Kraftvektoren außerordentliche Belastungen und überraschende Belastungsrichtungen erfahren. Besonders belastende Kraftvektoren für die Muskulatur sind solche, die mit den Wirkungslinien der Muskeln übereinstimmen, da hier die höchsten Aktivierungszustände der individuellen Muskeln zu finden sind. Dies korrespondiert mit der Kontrollstrategie, die Muskelenergie bei motorischen Aufgaben zu minimieren, ein Prinzip, das durch Optimierungsalgorithmen belegt werden konnte. Auf der Basis dieser Ergebnisse wird es möglich sein, den Einsatz von Orthesen zu optimieren. Darüber hinaus ist das vorliegende komplette Kopfmodell in der Lage, komplexe Belastungszustände, wie sie nach der Inkorporation von Zahnersatz oder kieferorthopädischen Geräten in den beteiligten Geweben (Zähne, Knochen, Muskeln) und in den verwendeten Restaurationen entstehen (Implantate, Brücken, Prothesen), realitätsnah zu simulieren und so den Umfang an experimentellen Untersuchungen zu reduzieren. UNIKATH (Magazin der Universität Karlsruhe), Nr. 3 (2004): „DFG wirbt mit Karlsruher Zahnersatz-Forschung". Bericht zum DFG-Projekt mit Interview in der Sendung „Campus und Karriere" des Deutschlandfunks, Herbst 2006. UNIKATH (Magazin der Universität Karlsruhe), Nr. 1 (2006): „Mit Biss: Forschungsgruppe Biomechanik bringt Zahnmedizin voran". Badische Neueste Nachrichten: „Kaumuskeln auf der Spur" (01.07.2007). Badische Neueste Nachrichten: „Welt der Zähne ließ Physiker nicht mehr los: Jürgen Lenz sorgt bei Millionen Menschen für kraftvolles Zubeißen" (04.09.2007). Dieser Artikel der dpa wurde unter veränderten Überschriften auch in anderen Tageszeitungen abgedruckt, z.B. in der Rhein-Neckar-Zeitung und im Badischen Tagblatt.
Publications
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