Korrekturexemplar. Original Article. Journal of Orofacial Orthopedics Fortschritte der Kieferorthopädie

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1 Journal of Orofacial Orthopedics Fortschritte der Kieferorthopädie Original Article Korrekturexemplar Arch Changes after Class II, Division 1 Treatment with Jumping-the-bite Appliances* Dentoalveoläre Veränderungen bei Angle Klasse-II, 1-Dysgnathien nach Therapie mit Doppelvorschubplatten* Magdalena Stec-Slonicz 1, Sabine Weindel 2, Sandra Paurevic 3, Jörg A. Lisson 1 Abstract Objective: The present study describes dental arch changes in patients with an Angle Class II, Division 1 malocclusion and skeletal Class II during orthodontic treatment during which only jumpingthe-bite appliances according to the Hanover design were used. Patients and Methods: Sixtynine patients (37 female and 32 male) were treated with jumping-the-bite appliances. The measurements taken in upper and lower jaws were: length of the anterior arch and E-space, anterior and posterior arch width, overjet and overbite. Analyses of dental casts prior to treatment and after each year of treatment were carried out until the end of treatment. Statistical analysis included mean value, standard deviation and t test for paired groups for all measurements. Results: Anterior arch length increased in all patients, indicating a protrusion of incisors, especially in the lower arch. The anterior and in particular, posterior arch widths of the upper and lower jaws also increased, whereas E-space was reduced. The overjet decreased in terms of physiological values, as did the overbite, but to a lesser extent. Conclusion: In addition to causing skeletal changes, treatment with jumping-the bite appliances also leads to characteristic changes in the dental arch such as greater arch depth, an increase in the transverse arch and a reduction in overjet and overbite ((n1)). These factors must be considered when planning the therapy of patients with Angle Class II, Division I malocclusion. Key Words: Arch changes Skeletal class II Angle Class II, Division 1 Jumping-the-bite appliance 1 University Hospital Saarland, Department of Orthodontics, Homburg/Saar, Germany, 2 Private Practice, Zurich, Switzerland, 3 Private Practice, Neunkirchen am Brand, Germany. * Some of these results were presented at the 80th Annual Scientific Congress of the German Orthodontic Society (DGKFO) and the 83rd Congress of the European Orthodontic Society (EOS) in Berlin Received: November 6, 2007; accepted: July 16, 2008 Zusammenfassung Ziel: Die vorliegende Arbeit beschreibt die Untersuchung von Patienten mit einer Angle-Klasse-II,1-Dysgnathie, verbunden mit einer skelettalen Klasse II, die ausschließlich mit Doppelvorschubplatten Hannoveraner Konstruktion therapiert worden sind. Patienten und Methodik: Mit der Doppelvorschubplatte wurden 69 Patienten (37 Mädchen und 32 Jungen) behandelt. Vermessen wurden die Längen der anterioren Ober- und Unterkiefer-Zahnbögen, die Längen der Ober- und Unterkieferstützzonen, die anterioren und posterioren Zahnbogenbreiten sowie die sagittalen und vertikalen Frontzahnstufen. Neben den jährlichen Untersuchungen der Modellsituation wurden die jeweiligen Anfangs- und Endbefunde miteinander verglichen. Die statistischen Analysen beinhalteten Mittelwerte und Standardabweichungen. Mit Hilfe des t-tests für abhängige Stichproben wurden die Vergleiche innerhalb einer Gruppe durchgeführt. Ergebnisse: Während der Behandlung zeigten sich Längenzunahmen der anterioren Zahnbögen des Ober- und besonders des Unterkiefers aufgrund von Protrusionen der Schneidezähne. In Ober- und Unterkiefer nahm die Stützzonenlänge ab, die anteriore und besonders die posteriore Zahnbogenbreite nahmen zu. Eine Verkleinerung der sagittalen Frontzahnstufe in den Bereich physiologischer Werte konnte beobachtet werden, ebenso allerdings in geringerem Umfang eine Verkleinerung der vertikalen Frontzahnstufe. Schlussfolgerung: Die Behandlung mit der Doppelvorschubplatte führt neben den skelettalen auch zu charakteristischen dentoalveolären Veränderungen((n1)). Diese sollten im Rahmen einer Behandlung der Angle-Klasse II, 1 schon während der Therapieplanung berücksichtigt werden. Schlüsselwörter: Dentoalveoläre Veränderungen Skelettale Klasse II Angle Klasse II/1 Doppelvorschubplatte J Orofac Orthop 2008;69: xxx xx DOI /s XXXX-X

2 Lüdicke G, et al. Incisor Inclination and Impacted Canines Introduction Correction of retrognathic mandibles represents the primary indication for the use of functional orthopedic appliances during Angle-Class II, Division 1 therapy [24] ((n2)), a malocclusion common among orthodontic patients [29] ((n2)). In addition to skeletal correction in Angle-Class II, Division 1 patients, dentoalveolar corrections are often necessary. It thus makes sense to choose appliances capable of fulfilling several requirements. Both individual tooth movements and tooth-group movements should be achieved [16]. This combination is capable of reducing treatment time, since dental and jaw position changes may occur simultaneously [21]. Contrary to typical removable functional appliances such as the activator, bionator, function regulator, and fixed functionals such as the Herbstappliance or Jasper-jumper, the jumping-the-bite appliances make mandible advancement and dental correction possible concurrently. Schwestka-Polly & Röse [25, 26] introduced Vario-Plates as a combination of upper and lower removable plates with guiding telescopes on both sides. Several authors have described the treatment effects of these functional appliances by analyzing lateral cephalograms, but without having made any cast studies [4, 8, 15, 22, 23]. Previous studies with the same patient sample have demonstrated the treatment effect the jumping-thebite appliance has on skeletal structures including incisor position using roentgencephalometric analyses [11, 12, 15]. Aim of this retrospective, longitudinal study was to reveal whether and to what extent the jumping-the-bite appliance leads to dentoalveolar changes. Patients and Methods Patients Patient selection resembles the inclusion criteria employed in earlier studies [11, 13, 14], namely: Treatment with the jumping-the-bite appliance according to the Hanover design exclusively (Figures 1a and 1b) Skeletal Class II Angle-Class II, Division 1 malocclusion of more than half a cusp width Increased overjet > 5 mm Treatment initiation during the dentition s transitional phase Complete cast documentation Prior to treatment (T0) (n = 69) 1 year after treatment start (T1) (n = 69) 2 years after treatment start (T2) (n = 69) 3 years after treatment start (T3) (n = 68) 4 years after treatment start (T4) (n = 66). T3 T4 represented the retention phase while passive appliances were being worn. Sixtynine patients (37 female, 32 male) were included and 341 casts evaluated. Einleitung Die Korrektur einer Unterkieferrücklage stellt die wichtigste Indikation für die Anwendung funktionskieferorthopädischer Geräte im Rahmen der Therapie der Angle- Klasse II,1 dar, die bei einem Großteil der kieferorthopädischen Patienten vorliegt [24, 29] ((n2)). Häufig sind neben der Korrektur der Kieferposition bei einer Angle- Klasse II,1 auch dentoalveoläre Veränderungen indiziert. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, Apparaturen wählen zu können, die mehrere Behandlungsaufgaben erfüllen. So sollten auch Einzelzahnbewegungen oder Bewegungen von Zahngruppen erreicht werden können [16]. Durch diese Kombination kann die Behandlungszeit wesentlich verkürzt werden, da die Ausformung der Kiefer zeitgleich mit der Vorverlagerung des Unterkiefers erfolgt [21]. Im Gegensatz zu den typischen Funktionsgeräten wie Aktivator, Bionator oder Funktionsregler nach Fränkel sowie festsitzenden Geräten wie Jasper-Jumper oder Herbst- Apparatur ermöglichen die Doppelvorschubplatten eine Unterkiefervorverlagerung bei gleichzeitigen Einzelzahnbewegungen. Schwestka-Polly & Röse [25, 26] beschrieben Vario-Platten als eine Verbindung von herausnehmbaren kieferorthopädischen Platten mit Herner-Führungsteleskopen auf beiden Seiten. Verschiedene Autoren untersuchten Behandlungseffekte von Doppelplattensystemen vorwiegend anhand von Fernröntgenseitenbildern [4, 8, 15, 22, 23]. Der Modellbefund wurde nicht berücksichtigt. In früheren Studien konnte für das in dieser Studie untersuchte Patientenkollektiv bereits röntgenkephalometrisch gezeigt werden, welcher Effekt auf skelettale Strukturen und die Inklination der Schneidezähne bei der Behandlung mit Doppelvorschubplatten zu erwarten ist [11, 12, 15]. Ziel der vorliegenden retrospektiven Longitudinaluntersuchung war es daher zu zeigen, ob und in welchem Zeitraum sowie Umfang die Doppelvorschubplatte dentoalveoläre Veränderungen hervorruft. Patienten und Methodik Patienten Die Auswahl der Patienten erfolgte analog zu den in den vorangegangenen Studien [11, 13, 14] gewählten Einschlusskriterien: Behandlung ausschließlich mit Doppelvorschubplatten Hannoveraner Konstruktion (Abbildungen 1a und 1b) Skelettale Klasse II Angle-Klasse II/1-Okklusion von > 1/2 Prämolarenbreite Vergrößerte sagittale Frontzahnstufe (Overjet) von > 5 mm Behandlungsbeginn im Wechselgebiss Vorliegen von vollständigen Modellpaaren vor Behandlungsbeginn (T0) (n = 69) 1 Jahr nach Behandlungsbeginn (T1) (n = 69) 2 Jahre nach Behandlungsbeginn (T2) (n = 69)

3 Tsaousidis G, Bauss O. Kieferorthopädische Verankerungsschrauben Figure 1b. The same appliance shown from the intraoral perspective. Abbildung 2. Doppelvorschubplatte Hannoveraner Konstruktion nach Tränkmann. 3 Jahre nach Behandlungsbeginn (T3) (n = 68) 4 Jahre nach Behandlungsbeginn (T4) (n = 66) Der Zeitraum T3 T4 entsprach der Retentionsphase, während der passive Apparaturen getragen wurden. Diesen Kriterien entsprachen 69 Patienten (37 weiblich, 32 männlich), 341 Modellpaare konnten ausgewertet werden. Figure 1a. The jumping-the-bite appliance according to Tränkmann. Abbildung 1a. Doppelvorschubplatte Hannoveraner Konstruktion nach Tränkmann. Methods All study casts were measured as follows (Figures 2 and 3). Arch widths: Maxilla: The anterior arch width (AAW): line connects the central fissure of the first premolars or first deciduous molars in the upper jaw. The posterior arch width (PAW) line connects the deepest points on the upper permanent first molars crown. Mandible: The anterior arch width (AAW): line connects the approximate contact point between the first and second premolars in the lower jaw. The posterior arch width (PAW) line connects the tip of the mediobuccal cusps of the first permanent molars (in case of only two buccal cusps, the distobuccal cusps were used). If asymmetries became apparent the right and left side of the dental arch were measured separately. Each measurement was defined as the distance measured on a perpen- Methodik An allen Modellen wurden die folgenden Parameter gemessen (Abbildungen 2 und 3): 69 Patienten (37 weiblich, 32 männlich) Zahnbogenbreiten: Oberkiefer: Die anteriore Breite (AAW) war definiert als Distanz zwischen den Zentralfissuren der ersten Prämolaren oder der ersten Molaren der ersten Dentition. Die posteriore Breite (PAW) war definiert als Distanz zwischen den tiefsten Punkten der Zentralfissuren der 6- Jahr-Molaren. Unterkiefer: Die anteriore Breite (AAW) war definiert als die Distanz zwischen den approximalen Kontaktpunkten der Prämolaren oder Molaren der ersten Dentition. Die posteriore Breite (PAW) war definiert als Distanz der medio-bukkalen Höckerspitzen der 6-Jahr-Molaren. Waren nur zwei bukkale Höcker vorhanden, wurden die Spitzen der distobukkalen Höcker verwendet. Im Fall von asymmetrischen Zahnwanderungen wurden die Bogenbreiten für die rechte und linke Kieferhälfte getrennt bestimmt. Auf einer Senkrechten zur Raphe-Median-Ebene (RME) wurde die Distanz vom Referenzpunkt des Zahnes bis zum Schnittpunkt dieser Linie mit der RME gemessen. Zahnbogenlängen (AD): Die Länge des vorderen Zahnbogens war definiert als die Senkrechte von der Labialfläche der mittleren Schneidezähne bis zur vorderen Zahn-

4 Stec-Slonicz M, et al. Dental Effects of the Jumping-the-bite Appliance Figure 2. Measurements in a maxillary transitional dentition. AD: arch depth, AAW: anterior arch width, PAW: posterior arch width; ESR, ESL: left and right E-space. Abbildung 2. Schematische Darstellung der Messstrecken im Oberkiefer im Wechselgebiss. LO: anteriore Länge des Oberkiefer-Zahnbogens; anteriore und posteriore Zahnbogenbreiten; linke und rechte Stützzonen. Figure 3. Measurements in a lower jaw in transitional dentition. AD: arch depth, AAW: anterior arch width, PAW: posterior arch width; ESR, ESL: left and right E-space. Abbildung 3. Schematische Darstellung der Messstrecken im Unterkiefer im Wechselgebiss. LU: Anteriore Länge des Unterkiefer-Zahnbogens; anteriore und posteriore Zahnbogenbreiten; linke und rechte Stützzonen. dicular to the median plane from the dental reference point to the cross-section of this line with the midpalatal raphe. Arch depth (AD): the perpendicular between the labial surface of central incisors and anterior arch width line. The measurement was performed in the upper and lower arches. If asymmetric positions of the first premolars or first deciduous molars were present, the posterior reference line was defined as a perpendicular to the midpalatal raphe crossing the ((n3))distal-most dental reference point. E-space: distance between the permanent lateral incisor s distal rim and first permanent molar s mesial surface. Overjet: distance between the upper incisal edge and the labial surface of the lower central incisors on the sagittal plane. Overbite: distance of the vertical overlap between the upper and lower incisal edges on the vertical plane. Measurements were taken using a calliper (Beerendonk, Dentaurum, Ispringen, Germany ) with an accuracy of 0.1 mm on all casts at all times between T0 and T4 and then compared with each other. Statistical Methods The data were processed using MS Excel, statistical analysis was done using StatView 4.5 (Abacus Concepts, Berkeley, CA, U.S.A.) for Apple Macintosh. All measurements contained mean and standard deviations at all times between T0 and T4. The significance level was deterbogenbreite. Die Messung wurde im Ober- und Unterkiefer durch-geführt. Im Falle der einseitigen, sagittalen Aufwanderungen der Prämolaren bzw. der ersten Molaren der 1. Dentition wurde die Distanz von der Labialfläche der mittleren Schneidezähne bis zum Kreuzungspunkt des ((n3) dentalen Referenzpunktes der nicht aufgewanderten Seite gemessen auf einer Senkrechten zur RME mit der Raphe-Median-Ebene bestimmt. Stützzonen: Strecke zwischen der Distalkante des seitlichen Schneidezahnes der zweiten Dentition bis zur Mesialkante des 6-Jahr-Molaren. Sagittale Frontzahnstufe: Distanz zwischen den Labialflächen der mittleren Unterkiefer-Schneidezähne und der Oberkiefer-Schneidezähne in der Raphe-Median-Ebene. Vertikale Frontzahnstufe: Distanz zwischen den Schneidekanten der mittleren Unterkiefer- und Oberkiefer- Schneidezähne in der Raphe-Median-Ebene. Die Messungen wurden mit Hilfe einer Schieblehre (Beerendonk, Dentaurum, Ispringen, Deutschland, ) auf 0,1 mm genau durchgeführt. Diese Messungen wurden an allen Modellen zwischen den Zeitpunkten T0 und T4 durchgeführt. Anschließend wurden die Modellmesswerte der unterschiedlichen Untersuchungszeitpunkte miteinander verglichen. Statistische Methoden Die Verarbeitung des Datenmaterials wurde mit Hilfe des Tabellenkalkulationsprogramms MS Excel und die statistischen Analysen wurden mit Hilfe der Statistiksoftware

5 Stec-Slonicz M, et al. Dentale Effekte bei Doppelvorschubplatten mined for any change in means at all times using the t test for paired samples and categorized as showing low significance p < 0.05 (*), significance p < 0.01 (**) und high significance p < (***). The absolute difference: and the relative difference: StatView 4.5 (Abacus Concepts, Berkeley, CA, USA) für Apple Macintosh durchgeführt. Für alle Messreihen wurden die Mittelwerte und die Standardabweichungen für alle Zeitpunkte zwischen T0 und T4 bestimmt. Die Signifikanzprüfung der Veränderung der Mittelwerte zu den einzelnen Zeitpunkten wurde mit Hilfe des t-tests für abhängige Stichproben überprüft Signifikanzniveaus wurden vorher wie folgt festgelegt auf: gering signifikant p < 0,05 (*), signifikant p < 0,01 (**) und hochsignifikant p < 0,001 (***). Die absolute Abweichung und die relative Abweichung were measured with xa = shown value and xr = real value. Method error was determined using Dahlberg s formula, and was lower than The final results were the means of three measurements. Results Age, Gender and Treatment Duration At the start of treatment, the girls were 9.6 ± 1.6 and boys 10.4 ± 1.3 years old. After treatment and retention, the girls were 14.1 ± 1.8 and boys 15.0 ± 2.0 years old. The mean time for treatment and retention for n = 69 patients was 4.33 ± 1.56 years. Girls treatment time was 4.27 ± 1.52 and the boys time was 4.51 ± 1.56 years. The retention phase (T3 T4) was about 1 year, during which the appliances were worn passively. There were no significant differences in any parameter between male and female patients (p > 0.05). Transverse Changes in the Upper Dental Arch Anterior Arch width (AAW) Anterior arch width was ± 4.38 mm at T0, and ± 2.03 mm at T4, a highly significant increase (p < 0.001) (Tables 1 and 2). Posterior Arch width (PAW) Posterior arch width was ± 2.66 mm at T0, and ± 2.12 mm at T4, a highly significant increase (p < 0.001) (Tables 1 and 2). Transverse Changes in the Lower Dental Arch Anterior Arch Width (AAW) Anterior arch width was ± 2.19 mm at T0, and ± 2.16 mm at T4, a highly significant increase (p < 0.001) (Tables 1 and 2). wurden nachgemessen, wobei xa = angezeigter (ausgegebener) Wert und xr = richtiger Wert ist. Der Methodenfehler wurde anhand der Dahlberg-Formel bestimmt:, (m = Messung, n = Anzahl der untersuchten Patienten) und lag im akzeptablen Bereich unter 1,00. Als endgültiges Ergebnis wurden die Mittelwerte der drei Messungen angegeben. Ergebnisse Alter, Geschlecht und Behandlungsdauer Das Alter betrug zu Beginn der Behandlung bei den Mädchen 9,6 ± 1,6 Jahre, bei den Jungen 10,4 ± 1,3 Jahre. Am Ende der kieferorthopädischen Behandlung waren die Mädchen 14,1 ± 1,8 Jahre und die Jungen 15,0 ± 2,0 Jahre alt. Die Dauer der kieferorthopädischen Behandlung einschließlich Retention betrug für n = 69 Patienten im Durchschnitt 4,33 ± 1,56 Jahre. Bei Mädchen umfasste dieser Zeitraum durchschnittlich 4,27 ± 1,52 und bei Jungen 4,51 ± 1,56 Jahre. Die Retentionszeit (T3 T4) betrug für n = 66 Patienten 1 Jahr. In dieser Zeit wurden die Retentionsgeräte passiv eingesetzt. Es wurden keine signifikanten Unterschiede bei allen gemessenen Parametern zwischen weiblichen und männlichen Patienten festgestellt (p > 0,05).

6 Stec-Slonicz M, et al. Dental Effects of the Jumping-the-bite Appliance Table 1. Mean and standard deviation of n = 69 patients at T 0 T 1, T 0 T 2, T 0 T 3. Measurements in mm. Tabelle 1. Mittelwerte der Messungen und Standardabweichungen bei n = 69 Patienten zu den Zeitpunkten T 0, T 1, T 2, T 3 und T 4. Angaben in mm. T 0 T 1 T 2 T 3 T 4 Maxillary arch depth ± ± ± ± ± 1.58 Maxillary E-space right ± ± ± ± ± 2.21 Maxillary E-space left ± ± ± ± ± 2.32 Maxillary anterior arch width ± ± ± ± ± 2.03 Maxillary posterior arch width ± ± ± ± ± 2.12 Mandibular arch depth ± ± ± ± ± 1.58 Mandibular E-space right ± ± ± ± ± 2.20 Mandibular E-space left ± ± ± ± ± 2.12 Mandibular anterior arch width ± ± ± ± ± 2.16 Mandibular posterior arch width ± ± ± ± ± 2.07 Overjet 6.34 ± ± ± ± ± 1.13 Overbite 3.55 ± ± ± ± ± 1.10 Table 2. Differences of means of n = 69 patients during the intervals T 0 T 1, T 0 T 2, T 0 T 3 and T 0 T 4. Significance: p < 0.05 (*), p < 0.01 (**), p < (***). Measurements in mm. Tabelle 2. Differenz der Mittelwerte bei n = 69 Patienten im Zeitraum T 0 T 1, T 0 T 2, T 0 T 3 Und T 0 T 4. Signifikanz: p < 0,05 (*), p < 0,01 (**), p < 0,001 (***). Angaben in mm. T 0 T 1 T 0 T 2 T 0 T 3 T 0 T 4 Maxillary arch depth Maxillary E-spaces right * Maxillary E-spaces left Maxillary anterior arch width 1.35** 1.87*** 2.35*** 2.55*** Maxillary posterior arch width 1.02*** 1.64*** 1.96*** 2.25*** Mandibular arch depth * 0.64** 0.8*** Mandibular E-spaces right * 0.71** 1.04*** Mandibular E-spaces left 0.30* 0.54* 0.73** 1.05*** Mandibular anterior arch width 0.69*** 1.1*** 1.35*** 1.33*** Mandibular posterior arch width 0.74*** 1.03*** 1.43*** 1.54*** Overjet 0.74*** 1.03*** 1.43*** 1.54*** Overbite 0.40** 0.54* 0.69** 0.77** Posterior arch width (PAW) Posterior arch width was ± 2.16 mm at T0, and ± 2.07 mm at T4, a highly significant increase (p < 0.001) (Tables 1 and 2). Sagittal Changes in the Upper Dental Arch Arch depth (AD) The depth of the upper dental arch was ± 1.98 mm at T0, and ± 1.57 mm at T4. There were no significant changes (Tables 1 and 2). Transversale Änderungen des Oberkiefer-Zahnbogens Anteriore Zahnbogenbreite Die anteriore Zahnbogenbreite war zu Beginn der Behandlung (T0) 33,89 ± 4,38 mm, nach 4 Jahren (T4) 36,44 ± 2,03 mm. Diese Zunahme war hochsignifikant (p < 0.001) (Tabellen 1 und 2). Posteriore Zahnbogenbreite Die posteriore Zahnbogenbreite betrug zu Beginn der Behandlung (T0) 44,66 ± 2,66 mm, nach 4 Jahren (T4) 46,91 ±

7 Stec-Slonicz M, et al. Dentale Effekte bei Doppelvorschubplatten E-space The right E-space in the upper dental arch was ± 1.37 mm at T0, and ± 2.21 mm at T4. The left E-space was ± 1.29 mm at T0, and ± 2.32 mm at T4. E-spaces in the upper dental arch decreased significantly (p < 0.05) (Tables 1 and 2). Sagittal Changes in the Lower Dental Arch Arch Depth (AD) The depth of the lower dental arch was ± 1.65 mm at T0, and ± 1.58 mm at T4, a highly significant increase (p < 0.001) (Tables 1 and 2). E-space The right E-space of the lower dental arch was ± 1.87 mm at T0, and ± 2.21mm at T4. The left E-space was ± 1.60 mm at T0, and ± 2.12 mm at T4. E-spaces in the lower dental arch decreased significantly (p < 0.001) (Tables 1 and 2). Overjet and Overbite Overjet Overjet was 6.34 ± 2.38 mm at T0, and 3.21 ± 1.13 mm at T4, a highly significant decrease (p < 0.001) (Tables 1 and 2). Overbite Overbite was 3.55 ± 1.63 mm at T0, and 2.78 ± 1.10 mm at T4, a significant decrease (p < 0.01) (Tables 1 and 2). Discussion Transverse Changes in the Upper and Lower Dental Arches Arch Width The anterior and posterior arch widths increased significantly during treatment. This effect is favorable in Angle- Class II, Division 1 treatment because an anterior and posterior transverse deficiency may force retrusion of the mandible if the lower arch has normal dimensions [9, 29]. Transverse expansion has been a main component of Angle-Class II, Division 1 therapy since Angle presented his E-arch [1]. In case one or both dental arches are being expanded, clinicians must keep in mind that only a limited amount of expansion is possible without surgical intervention. Several authors have proven that functional appliance treatment leads to arch expansion. This expansion tendency is not limited to the upper jaw. McDougall et al. [16] have shown that treatment with function regulators results in anterior and posterior expansion in both jaws, a finding we demonstrate in this study as well with jumping-the-bite appliance therapy. Sagittal Changes in the Upper and Lower Dental Arches Arch Depth Orthodontic treatment led to a significant increase in the lower arch depth, with no significant findings in the upper 2,12 mm. Diese Zunahme war ebenfalls hochsignifikant (p < 0,001) (Tabellen 1 und 2). Transversale Änderungen des Unterkiefer-Zahnbogens Anteriore Zahnbogenbreitn Die anteriore Zahnbogenbreite des Unterkiefers betrug zu Beginn der Behandlung (T0) 34,58 ± 2,19 mm, nach 4 Jahren (T4) 35,91 ± 2,16 mm. Diese Zunahme war hochsignifikant (p < 0,001) (Tabellen 1 und 2). Posteriore Zahnbogenbreite Die posteriore Zahnbogenbreite des Unterkiefers betrug zu Beginn der Behandlung (T0) 46,17 ± 2,16 mm, nach 4 Jahren (T4) 47,71 ± 2,07 mm. Diese Zunahme war hochsignifikant (p < 0,001) (Tabellen 1 und 2). Sagittale Änderungen des Oberkiefer-Zahnbogens Anteriore Länge (LO) Die anteriore Länge des Oberkieferzahnbogens betrug zu Beginn der Behandlung (T0) 19,55 ± 1,98 mm und nach 4 Jahren (T4) 19,93 ± 1,57 mm. Diese Änderung war nicht signifikant (Tabellen 1 und 2). Stützzonen Die rechte Stützzone des Oberkieferzahnbogens betrug zu Beginn der Behandlung (T0) 23,25 ± 1,37 mm, nach 4 Jahren (T4) 22,53 ± 2,21 mm. Die linke Stützzone des Oberkieferzahnbogens betrug zu Beginn der Behandlung 23,07 ± 1,29 mm, nach 4 Jahren (T4) 22,68 ± 2,32 mm. Die Stützzonen des Oberkiefers wurden gering signifikant kleiner (p < 0,05) (Tabellen 1 und 2). Sagittale Änderungen des Unterkiefer-Zahnbogens Vordere Zahnbogenlänge (LU) Die vordere Zahnbogenlänge des Unterkiefers betrug zu Beginn der Behandlung (T0) 16,44 ± 1,65 mm, nach 4 Jahren (T4) 17,23 ± 1,58 mm. Die LU wurde hochsignifikant größer (p < 0,001) (Tabellen 1 und 2). Stützzonen des Unterkiefer-Zahnbogens Die rechte Stützzone des Unterkiefers betrug zu Beginn der Behandlung (T0) 22,45 ± 1,87 mm, nach 4 Jahren (T4) 21,41 ± 2,21 mm. Die linke Stützzone des Unterkiefers betrug zu Beginn der Behandlung 22,55 ± 1,60 mm und zum letzten Untersuchungszeitpunkt (T4) 21,50 ± 2,12 mm. Die Stützzonen des Unterkiefers wurden hochsignifikant kleiner (p < 0,001) (Tabellen 1 und 2). Frontzahnstufen Sagittale Frontzahnstufe Die sagittale Frontzahnstufe betrug zu Beginn der Behandlung (T0) 6,34 ± 2,38 mm, nach 4 Jahren (T4) 3,21 ± 1,13 mm. Sie wurde im Verlauf der Behandlung hochsignifikant kleiner (p < 0,001) (Tabellen 1 und 2).

8 Stec-Slonicz M, et al. Dental Effects of the Jumping-the-bite Appliance arch. The study of Lisson & Tränkmann [12] showed a reduction in arch depth towards physiologic values during treatment, with the exception of patients with treatment beginning in the second transitory phase. Another paper by Lisson & Tränkmann [10] describes patients with Angle- Class II, Division 1 treated with cervical headgear or the Type-II Functional Regulator. Patients treated with the Function Regulator showed a decrease in upper arch depth with no changes in the lower arch. Cervical headgear treatment led to an increase in upper arch depth, again without changes in the lower arch. E-spaces All patients experienced a decrease in between T0 and T4. As the permanent dentition develops, the E-space undergoes a physiological reduction. Several authors [18, 19, 27, 28] investigated these changes in different populations, finding that the means were always lower in the permanent dentition. Accordingly to Nance [19], the leeway-space is 0.9mm in the upper jaw and 1.7 mm in the lower arch. Still larger values have been described by Moorrees [18] (the maxilla up to 1.5 mm, the mandible as much as 2.6 mm) and Stöckli [29] (the maxilla up to 1.3 mm and mandible up to 2.7 mm). In this study we failed to demonstrate excessive reduction in E-space in comparison to its physiologic decrease. The prerequisite for successful orthodontic treatment is the effective management of E-space, a key factor for congruent dental arches. Moreover, a severe reduction in E-space may lead to the need for extraction therapy, as stated by Hotz [7], for lengths under 20 mm. As long as no pathologic decrease occurred before treatment, patients undergoing jumping-the-bite appliance treatment do not reveal values under 20 mm. Overjet and Overbite Our study results indicate decreases in both overjet and overbite. The overjet reductions equaled or exceeded 3 mm, those of the overbite less than or equal to 1 mm. This concurs with Lisson s study [13], which demonstrated a change from distal towards neutral occlusion during treatment with the jumping-the-bite appliance. The decrease in overjet is often considered an indication of successful treatment [2, 5]. This is understandable, because proclined upper incisors are one of the main symptoms of patients with Angle-Class II, Division 1, contributing to increased overjet [15]. Lisson & Tränkmann [14] investigated the extent to which the jumping-the-bite appliance s treatment effect depends on the time point at which the treatment is initiated (i.e., during early or late dentitional transition). They demonstrated that the lower incisors protruded more in those patients whose treatment began during the firsttransitional phase than in those whose treatment started during the second transitonal phase. Vertikale Frontzahnstufe Die vertikale Frontzahnstufe betrug zu Beginn der Behandlung 3.55 ± 1.63 mm, nach 4 Jahren (T4) 2.78 ± 1.10 mm. Diese Reduktion war statistisch signifikant (p < 0,01) (Tabellen 1 und 2). Diskussion Transversale Änderungen des Ober- und Unterkiefer- Zahnbogen Zahnbogenbreiten Im Behandlungsverlauf werden die anteriore und posteriore Zahnbogenbreite hochsignifikant größer. Dies ist im Rahmen der Behandlung der Angle-Klasse II,1 günstig, da ein anterior und/oder posterior schmaler Zahnbogen des Oberkiefers bei unverändert großem Unterkiefer-Zahnbogen eine Zwangsrücklage des Unterkiefers bedingen kann [9, 29]. Die Transversalerweiterung von Zahnbögen ist fester Bestandteil der Therapie der Klasse-II-Dysgnathien seit der Vorstellung des Außenbogens von Angle [1]. Bei der Expansion eines oder beider Kiefer ist aber darauf zu achten, dass dies ohne chirurgische Unterstützung nicht über ein gewisses Maß hinaus erfolgen kann. Verschiedene Autoren haben in diesem Zusammenhang bestätigt, dass die Behandlung mit funktionskieferorthopädischen Geräten zur transversalen Erweiterung von Zahnbögen führt. Diese Erweiterung bezieht sich grundsätzlich nicht nur auf den Ober-, sondern auch auf den Unterkiefer-Zahnbogen. McDougall et al. [16] konnten zeigen, dass bei der Behandlung mit Funktionsreglern sowie besonders im Molaren- und Prämolarenbereich beider Kiefer eine Transversalerweiterung festzustellen ist. Dies ist auch bei den Patienten, die hier mit Doppelvorschubplatten behandelt wurden, zu beobachten. Sagittale Änderungen des Ober- und Unterkiefer-Zahnbogens Vordere Zahnbogenlänge Im Behandlungsverlauf entstand bei allen Patienten eine signifikante Vergrößerung der anterioren Längen des Unterkiefer-Zahnbogens. Im Oberkiefer war diese Änderung nicht signifikant. Die Untersuchung von Lisson & Tränkmann [12] zeigte, dass mit Ausnahme von Patienten mit Behandlungsbeginn im späten Wechselgebiss immer eine Verkleinerung der Differenz der Zahnbogenlängen im Behandlungsverlauf in Richtung auf physiologische Werte zustande kommt. In einer weiteren Studie von Lisson & Tränkmann [10] wurden die Angle-Klasse-II,1-Patienten entweder mit einem Funktionsregler Typ II oder mit einem zervikalen Headgear therapiert. Bei den Patienten, die mit einem Funktionsregler Typ II behandelt wurden, nahm die anteriore Zahnbogenlänge des Oberkiefers ab, während die Zahnbogenlänge des Unterkiefers unverändert blieb. Bei den Patienten, die mit einem zervikalen Headgear behandelt wurden, kam es zu einer Vergrößerung der anteri-

9 Stec-Slonicz M, et al. Dentale Effekte bei Doppelvorschubplatten Our results do not reveal to what extent dentoalveolar changes were influenced by maxillary and/or mandibular growth. Baumrind et al. [3] described maxillary caudal growth of 0.3 mm annually in children without orthodontic treatment aged between 9 and 13 years due to posterior maxillary growth. Due to vertical growth of the maxilla, one can anticipate an increase in height and a V-shaped increase in width. The V-principle also applies to the increase in mandibular sagittal length [6]. Growth is greatly reduced after puberty [3]. Conclusion The results of this study lead to the conclusion that the jumping-the-bite appliance effects characteristic dental arch changes such as an increase in arch depth and the transverse arch, as well as a reduction in overjet and overbite, independently of skeletal effects. These changes should be kept in mind when planning the therapy of patients with Angle-Class II, Division 1 malocclusion. References 1. Angle EH. Die Okklusionsanomalien der Zähne. 7. Aufl. Berlin: Hermann Meusser, Banks P, Carmichael G. Stepwise overjet reduction with a modified twin-block appliance. J Clin Orthod 1999;33: Baumrind S, Korn EL, Ben-Bassat J. Quantitation of maxillary remodeling. Am J Orthod 1987;91: Blömer G. Der Einfluss von Aktivator und Doppelvorschubplatte auf den Gesichtsschädel während der Adoleszenz. Eine kephalometrische Studie. Med Diss Hannover Cudovic B. Orthodontic treatment of a Class II/1 malocclusion with extremely enlarged overjet. J Orofac Orthop 1998;59: Enlow DH. Handbook of facial growth. Philadelphia London Toronto: Saunders, Hotz R. Zahnmedizin bei Kindern und Jugendlichen. 2. Aufl., Stuttgart: Thieme, Jähnig A, Krysewski R. The Göttinger Pro-Stab removable plate system. J Orofac Orthop. 1997;58: Klink-Heckmann U, Bredy E. 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Treatment beginn and treatment effects in functional orthopedics with jumping-the-bite appliances. J Orofac Orthop 2003;64: oren Zahnbogenlänge des Oberkiefers, während die Zahnbogenlänge des Unterkiefers ebenfalls unverändert blieb. Stützzonenlängen Bei allen Patienten war im Ober- und Unterkiefer eine Verkleinerung der Stützzonen zwischen T0 und T4 zu beobachten. Während der Gebissentwicklung vollzieht sich beim Zahnwechsel in den Stützzonen deren physiologische Verkleinerung. Für unterschiedliche Bevölkerungsgruppen wurden von mehreren Autoren diese Verringerungen untersucht [18, 19, 27, 28]. Hierbei sind die Mittelwerte für die zweite stets kleiner als für die erste Dentition. Der Leeway- Space beträgt nach Nance im Oberkiefer 0,9 mm, im Unterkiefer 1,7 mm [19]. Größere Werte wurden von Moorrees [18] (Oberkiefer: bis 1,5 mm, Unterkiefer: bis 2,6 mm) und Stöckli [29] (Oberkiefer: bis 1,3 mm, Unterkiefer: bis 2,7 mm) angegeben. Die vorliegenden Messungen belegen, dass bei Behandlung mit Doppelvorschubplatten im Vergleich zur physiologischen Verkleinerung der Stützzonen keine übermäßige Reduktion der Stützzonen auftritt. Dies ist eine Voraussetzung für eine erfolgreiche kieferorthopädische Therapie, die auch auf die Kongruenz der Zahnbögen und damit auch der Stützzonen angewiesen ist. Außerdem kann bei verkleinerten Stützzonen eine Indikation zur Zahnzahlreduktion vorliegen. Laut Hotz [7] liegt diese Grenze bei Stützzonenlängen von weniger als 20 mm. Diese Werte werden bei der Behandlung mit Doppelvorschubplatten, sofern keine pathologische Aufwanderung von Seitenzähnen vorliegt, nicht unterschritten. Frontzahnstufen Die vorliegenden Untersuchungsergebnisse zeigen, dass sagittale und vertikale Frontzahnstufen bei der Behandlung mit Doppelvorschubplatten kleiner werden. Bei der Untersuchung wurde die sagittale Frontzahnstufe um 3 mm kleiner, die vertikale um 1 mm. Dies stimmt mit dem Ergebnis von Lisson [13] überein, dass sich nach einer Behandlung mit Doppelvorschubplatten die Distalokklusion in Richtung einer Neutralokklusion verändert [13]. Häufig findet die Veränderung der sagittalen Frontzahnstufe als Bewertungsmaßstab für Behandlungserfolge Beachtung [2, 5]. Dies ist verständlich, da eines der Leitsymptome der Angle-Klasse II,1 die proklinierten Oberkiefer-Schneidezähne sind, die ihrerseits eine vergrößerte sagittale Frontzahnstufe mit bedingen [15]. Lisson & Tränkmann [14] haben analysiert, inwieweit der Behandlungseffekt mit Doppelvorschubplatten im frühen bzw. späten Wechselgebiss vom Zeitpunkt des Behandlungsbeginns abhängt. Nach ihren Untersuchungsergebnissen werden die Oberkieferschneidezähne bei Patienten mit Behandlungsbeginn im frühen Wechselgebiss deutlich stärker retrudiert als bei Patienten mit Behandlungsbeginn im späten Wechselgebiss. In der Untersuchungsgruppe ergab sich eine hochsignifi-

10 Stec-Slonicz M, et al. Dental Effects of the Jumping-the-bite Appliance 15. Mauck C, Sieverding G. Der sagittale und vertikale Einfluss von Aktivator und Vorschubdoppelplatte auf das Gesichtsschädelwachstum. Kieferorthop 1999;13: McDougall PD, McNamara JA Jr, Dierkes JM. Arch width development in Class II patients treated with the Frankel appliance. Am J Orthod 1982;82: Moorrees CA. The dentition of the growing child. Cambridge/Mass: Harvard University Press, Moorrees CFA, Thomsen S, Jensen E, et al. Mesiodistal crown diameters of the deciduous and permanent teeth in individuals. J Dent Res 1957;36: Moyers RE. Handbook of Orthodontics. 3rd ed. Chicago: Year Book Medical Publishers Inc., Nance HN. The limitations of orthodontic treatment. Am J Orthod 1947;33: Sander FG. Indikation für die Anwendung der Vorschubdoppelplatte, Prakt Kieferorthop 1988;2: Sander FG, Lassak Ch. Die Beeinflussung des Wachstums mit der Vorschubdoppelplatte im Vergleich zu anderen funktionskieferorthopädischen Geräten. Fortschr Kieferorthop 1990;51: Sander FG, Wichelhaus A. Skelettale und dentale Veränderungen bei der Anwendung der Vorschubdoppelplatte. Fortschr Kieferorthop 1995;56: Schulze Chr. Terminologie und klinisch-morphologische Symptomatik. In: Miethke RR, Drescher D. Hrsg. Kleines Lehrbuch der Angle- Klasse II, 1 unter besonderer Berücksichtigung der Behandlung. Berlin, Chicago, London, São Paulo, Tokio, Moskau, Warschau, Prag: Quintessenz, Schwestka-Polly R, Röse D. Die Herstellung von Vario-Platten als bimaxilläres kieferorthopädisches Gerät. Quintessenz Zahntech 2001;27: Schwestka-Polly R, Röse D. Vario-Platten ein neu entwickeltes fünktionskieferorthopädisches Gerät. Kieferorthop 2001;15: Seipel CM. Variation of tooth position: A metric study of variations and adaptation in the deciduous and permanent dentitions. Am J Orthod 1948;34: Steigman S, Harari D, Kuraita-Landmann S. Relationship between mesiodistal crown diameter of posterior deciduous and succedaneous teeth in Israeli children. Eur J Orthod 1982;4: Stöckli, P. Postnataler Wachstumsverlauf, Kieferwachstum und Entwicklung der Dentition. In: Hotz R. Hrsg. Zahnmedizin bei Kindern und Jugendlichen. Stuttgart: Thieme, 1976: Tränkmann J. Abhängigkeit der Okklusion und Kieferposition von den Stützzonen. Zahnärztl Prax 1980;31: kante Verkleinerung der sagittalen und vertikalen Frontzahnstufen. Die vorliegenden Ergebnisse unterscheiden nicht, inwieweit die dentoalveolären Änderungen vom Wachstum des Ober- und Unterkieferkörpers beeinflusst wurden. Baumrind et al. [3] beschrieben bei ihren Untersuchungen von unbehandelten Probanden zwischen dem 9. und 17. Lebensjahr ein Kaudalwachstum des Oberkiefers um jährlich ca. 0,3 mm als Folge der Längenzunahme im dorsalen Bereich der Maxilla. Infolge des vertikalen Wachstums ist neben einer Höhenzunahme des oberen Alveolarfortsatzes auch eine V-förmige Breitenzunahme zu erwarten. Das V- Prinzip des Wachstums gilt auch für die sagittale Größenzunahme des Unterkiefers [6]. Nach der Pubertät ist die Wachsumsintensität stark reduziert [3]. Schlussfolgerung Die vorliegenden Untersuchungsergebnisse lassen die Schlussfolgerung zu, dass die Doppelvorschubplatte unabhängig von skelettalen Veränderungen auch charakteristische dentoalveoläre Veränderungen wie Vergrößerung der anterioren Längen und Transversalerweiterung des Kieferzahnbogens, sowie Verkleinerung der sagittalen und vertikalen Frontzahnstufen im Behandlungsverlauf hervorruft, die im Rahmen einer Behandlung der Angle-Klasse II,1 bei der Therapieplanung respektiert werden sollten. Correspondence Address Dr. Magdalena Stec-Slonicz Universitätsklinikum des Saarlandes Klinik für Kieferorthopädie Gebäude Homburg/Saar Germany Phone (+49/6841) , Fax magdalena.stec-slonicz@uks.eu Anmerkungen des Lektorats: ((n1)): Bitte prüfen, ob die differenziertere Beschreibung such as greater arch depth, an increase in the transverse arch and a reduction in overjet and overbite im deutschen Text ergänzt oder im engl. gestrichen werden soll. ((n2)): Bitte prüfen, ob der im deutschen Text eingefügte Verweis auf Reference [29] O.K. ((n3)): Bitte prüfen, ob distal-most im deutschen Text ergänzt oder im engl. gestrichen werden soll. 10