Die hier vorliegende Dissertation beschreibt die vergleichenden Untersuchungen zweier Verfahren zur Herstellung vollkeramischen Zahnersatzes. Zur Bewertung der Praxistauglichkeit eines solchen Systems sind mehrere Untersuchungskriterien notwendig. Für einen klinischen Langzeiterfolg sind die marginale und okklusale Präzision von entscheidender Bedeutung. Aus betriebswirtschaftlicher und gesundheitspolitischer Sicht ist für den Zahnarzt aber auch der notwendige zeitliche Aufwand von elementarer Bedeutung. Das Ziel dieser in-vitro-Untersuchung war es, zwei vollkeramische Systeme hinsichtlich ihrer marginalen und okklusalen Präzision zu vergleichen. Zusätzlich wurde der verfahrensbedingte Zeitaufwand zur Herstellung einer vollkeramischen Restauration untersucht.

Die hier vorliegende Dissertation beschreibt die vergleichenden Untersuchungen zweier Verfahren zur Herstellung vollkeramischen Zahnersatzes. Zur Bewertung der Praxistauglichkeit eines solchen Systems sind mehrere Untersuchungskriterien notwendig. Für einen klinischen Langzeiterfolg sind die marginale und okklusale Präzision von entscheidender Bedeutung. Aus betriebswirtschaftlicher und gesundheitspolitischer Sicht ist für den Zahnarzt aber auch der notwendige zeitliche Aufwand von elementarer Bedeutung. Das Ziel dieser in-vitro-Untersuchung war es, zwei vollkeramische Systeme hinsichtlich ihrer marginalen und okklusalen Präzision zu vergleichen. Zusätzlich wurde der verfahrensbedingte Zeitaufwand zur Herstellung einer vollkeramischen Restauration untersucht.:Inhaltsverzeichnis Seite 1. Einleitung -1- 1.2 Ziel der Untersuchung -3- 1.3 Klinische Relevanz -3- 2. “Marginal Fit of Heat-pressed vs CAD/CAM Processed -8- All-ceramic Onlays Using a Milling Unit Prototype” 3. “In vitro analysis of laboratory processed and CAD/CAM -16- generated occlusal onlay surfaces” 4. “A Comparison of the Fabrication Times of -20- All-ceramic Partial Crowns: Cerec 3D vs IPS Empress” 5. Zusammenfassung -32- 6. Literaturverzeichnis -38- 7. Erklärung -41- 8. Darstellung des wissenschaftlichen Werdegangs -42- 9. Lebenslauf -44- 10. Danksagung -46-

Hautphysiologische Untersuchungen zu repetitiven Handschuhokklusionen EINLEITUNG: Berufsbedingte Hauterkrankungen nehmen in Deutschland die führende Position unter den gemeldeten berufsbedingten Krankheiten ein (DGUV 2009). Als ein Risikofaktor für chronische, irritative Kontaktdermatitiden werden repetitive Handschuhokklusionen mit hautphysiologischen Auswirkungen auf die Epidermale Barriere (z.B. Exsikkationseffekte, Barriereschädigungen und Verschiebungen des Hautoberflächen-pH-Wertes) angeführt (FLUHR et al. 2005; FROSCH/JOHN 2006; GRAVES et al. 1995; JUNGBAUER et al. 2004a, 2004b und 2004c; RAMSING/AGNER 1996b; TSAI/MAIBACH 1999; WULFHORST et al. 2010; ZHAI/MAIBACH 2002). In der einschlägigen Literatur wird der hautschädigende Einfluss von Langzeit-Okklusionen jedoch kritisch diskutiert, da widersprüchliche Studienergebnisse vorliegen (FLUHR et al. 1999b; RAMSING/AGNER 1996a und 1996b; WETZKY et al. 2009a). Hardening-Effekte werden als ein Erklärungs-ansatz für die Kompensation hautschädigender Okklusionseffekte angegeben, die auch im Kontext von Spontanremissionen irritativer Dermatitiden trotz konstanter äußerer Risikofaktoren diskutiert werden (ELIAS et al. 2001; LAMMINTAUSTA/MAIBACH 1990; WATKINS/MAIBACH 2009; WULFHORST 1996a, 1996b, 1996c und 2000). ZIELE: Aus diesen Gründen wurden in der vorliegenden Arbeit neben den Kurzzeit- auch die Langzeit-Okkusionseffekte von 14 verschiedenen, impermeablen (Einmal- und Mehrweg-) Handschuh-Testpatches aus den Materialien Polyvinylchlorid, Naturlatex, Nitril und Polyethylen untersucht. Des Weiteren wurde erstmalig versucht, Hardening-Effekte nach repetitiven Handschuhokklusionen hautphysiologisch zu detektieren. METHODIK: An den volaren Unterarmen 40 hautgesunder Probanden wurden mittels der Laborparameter Relative Hornschichtfeuchte (RHF), Transepidermaler Wasserverlust (TEWL) bzw. Skin Surface Water Loss (SSWL), Hautoberflächen-Farbe und Hautoberflächen-pH-Wert hautphysiologische Einflüsse untersucht. Nicht nur die Kurzzeiteffekte wurden 30 Minuten nach singulärer, 4stündiger Handschuhokklusion, sondern auch die Langzeiteffekte einen Tag nach 14maligem, täglich 4stündigem Aufkleben von Handschuh-Patches ermittelt. Unter der Voraussetzung signifikanter Kurzzeit-Okklusionseffekte wurden außerdem potenzielle Hardening-Effekte auf die vier hautphysiologischen Parameter 30 Minuten nach einwöchigen sowie zweiwöchigen, täglich 4stündigen Okklusionen erfasst. Die statistische Auswertung erfolgte anhand nicht-parametrischer Testverfahren (Längsschnitt-Studien: Friedman- und Wilcoxon-Test; Querschnitt-Studien: Kruskal-Wallis- und Mann-Whitney-U-Test). ERGEBNISSE: Während Kurzzeit-Okklusionseffekte auf die Parameter RHF sowie TEWL bzw. SSWL in Form einer signifikanten Hyperhydratation des Stratum corneum (p<.013) bei der Hälfte der untersuchten Handschuhe sowie eine Verschiebung des Hautoberflächen-pH-Wertes in Richtung des alkalischen Bereichs (p=.007) bei einem von 14 Handschuh-Ausschnitten objektiviert werden konnten, wurden keine signifikanten Veränderungen der Hautoberflächen-Farbe 30 Minuten nach einmaliger, 4stündiger Okklusion ermittelt. Des Weiteren ließen sich keine signifikanten Langzeit-Okklusionseffekte – auf keinen der vier Parameter – nachweisen, d.h. keines der 14 untersuchten Handschuh-Testmaterialien bewirkte einen Tag nach täglich 4stündigen Okklusionen über zwei Wochen signifikante Exsikkationseffekte, Barriereschädigungen, Verschiebungen des Hautoberflächen-pH-Wertes in Richtung des alkalischen Bereichs oder Erytheme bzw. Blanching-Effekte. Hinsichtlich des Induktionsversuchs von Hardening-Effekten auf die vier untersuchten hautphysiologischen Parameter ist zu konstatieren, dass keine eindeutigen statistisch belegbaren Hardening-Effekte induziert wurden. Es lagen für einzelne Handschuh-Testpatches jedoch Hinweise vor. DISKUSSION: Da in der vorliegenden Arbeit bei keinem der 14 untersuchten Handschuhe ein hautschädigender Langzeit-Okklusionseffekt detektiert wurde, sind die Gleichsetzung von Feuchtarbeit mit repetitiven Okklusionen anhand impermeabler Handschuhe in der Gefahrstoffverordnung (Fassung von 2007) sowie die Festsetzungen in der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge (2008) zu diskutieren. Da aufgrund relativ weniger signifikanter Kurzzeit-Okklusionseffekte nur einzelne Handschuhe in die Untersuchung der Hardening-Effekte eingeschlossen werden konnten, ist die dringende Notwendigkeit weiterer Okklusionsstudien gegeben. Dennoch konnten Vorschläge für weiterführende Hardening-Okklusionsstudien abgeleitet werden. Weitere Studien hierzu sind dringend erforderlich, um Vorhersagen treffen zu können, welcher Personenkreis möglicherweise an einer chronischen Form einer irritativen Kontaktdermatitis erkranken und wessen irritative Kontaktdermatitis durch Hardening-Effekte wieder ausheilen könnte. Somit könnte ein wichtiger Beitrag zur Berufsberatung und Berufsprognose geleistet werden (LAMMINTAUSTA/MAIBACH 1990; WATKINS/MAIBACH 2009; WULFHORST 1996a, 1996b, 1996c und 2000).

Einleitung: In der zahnärztlichen Literatur findet man klinische Studien, welche die Modifikation der sagittalen Kompensationskurve (SKK) aufgrund ihrer Entstehung, ihres Verhaltens während des Wachstums oder in Abhängigkeit von anderen Faktoren untersuchen. Zahlreichen Veränderungen und Variationen der SKK während des Zahnwechsels bzw. im Laufe des Lebens unterliegen dem Einfluss von Wachstum, kraniofazialer Morphologie, Kaukraft, Frontzahnmorphologie, Ausprägung der Okklusion und der relativen Lage der Kiefergelenke zur Mandibula sowie von weiteren Faktoren. Ziel: Das Ziel dieser Studie war eine Untersuchung der Variation der SKK in erneut aufgestellten Gipsmodellen von Doktorandin (D) und Studenten (S) in Neutralverzahnung. Im Rahmen der Überlegungen zur Biomechanik erhob sich die Frage, ob und gegebenenfalls wie sich die Ausprägung der SKK bei wiederholter Aufstellung in Neutralverzahnung trotz identischer Anatomie der Zähne verändert. Nach Überlegungen zur Okklusion und Morphologie ist bei der Verwendung von identischen Zähnen und idealer Aufstellung in Neutralverzahnung theoretisch nur eine Variante der Zahnbogenform und somit der SKK möglich. Es sollte untersucht werden, ob die Ausprägung der Kurve mit anderen Elementen wie Länge, Breite und Symmetrie des Zahnbogens korreliert. Es sollten Durchschnittstiefe beider Kieferseiten, die Position der tiefsten Stelle sowie Minimal- und Maximalwerte der SKK ermittelt werden. Modelle der Doktorandin (D) und Studenten (S) sollten verglichen werden. Material und Methoden: Das Ober- und Unterkiefer-Gipsmodell eines ausgesuchten Patientenfalls (Urmodell, Abschlussmodell nach kieferorthopädischer Behandlung, Neutralverzahnung) wurde 65-mal dubliert und die Zähne vom Zahnkranz separiert, so dass ein Puzzle der Okklusion erneut erstellt werden musste. Die Doktorandin stellte 20 Modelle und 45 Studenten jeweils ein Modell in Neutralverzahnung auf. Von den 65 so entstandenen Modellen wurden 58 ausgewertet. Vermessen wurden die Ausprägung der SKK, Zahnbogenbreite, Zahnbogenlänge sowie Symmetrie des Zahnbogens anhand Messschieber, Millimeterfolie sowie einer individuellen Messapparatur. Zur statistischen Auswertung wurden Korrelationsberechnungen, Hypothesentests (T-Test/ Welch-Test) sowie Boxplotdiagramme zur grafischen Darstellung erstellt. Ergebnisse: Es wurde eine negative Korrelation (r= -0,61) der Zahnbogenbreite mit der Zahnbogenlänge ermittelt. Es bestanden keine weiteren Korrelationen der SKK mit den übrigen Messwerten größer als r =0,6 oder kleiner als r= -0,6. Die S-Modelle waren breiter aufgestellt als die D-Modelle. Die SKK der D-Modelle waren in beiden Quadranten deutlich tiefer. Die Gesamtheit aller Modelle wies im 4. Quadranten tiefere Kurven als im 3. Quadranten auf. Durchschnittlich wiesen alle Modelle einen kürzeren dritten Quadranten auf. Aus der Horizontalebene betrachtet, verlief der Zahnbogen im vierten Quadranten steiler. Der tiefste Punkt der SKK ist der mesio-bukkale Höcker des ersten Molaren beidseits. Schlussfolgerung: Es konnte keine signifikante Abhängigkeit der Ausprägung der SKK von übrigen Messgrößen nachgewiesen werden. Betrachtet man die erstellten Modelle einzeln, so entstanden unterschiedlichste Ausprägungen der SKK, Zahnbogenbreiten und –längen bei funktioneller Okklusion. Die Mittelwerte aller vermessenen Modelle (Zahnbogenbreite und –länge) sind fast identisch mit denen des Urmodells ( 1,0mm). Das bestätigt zum Teil die Theorie, dass die Zahnbogenform durch die Zahnform vorgegeben ist. Die Mittelwerte schwanken um die Morphologie des Urmodells. Das Spiel für die Anordnung der Morphologie und Streubreite der Zahnbogenform ist größer als vorerst vermutet. Es müssen weitere Studien auf diesem Gebiet erfolgen, um den Sachverhalt genau zu prüfen. Als ein Ziel der kieferorthopädischen Behandlung wird das Abflachen einer ausgeprägten SKK empfohlen, um eine Neutralverzahnung weitestgehend einzustellen. Der Behandler sollte ausreichende Kenntnis über den idealen Verlauf der SKK besitzen, damit beim Gebrauch von starren Bögen während der terminalen Behandlung mit Straight-Wire-Technik eine Neutralverzahnung im Molarbereich gewährleistet bleibt.

Diese Dissertation untersucht motorische und kognitive Leistungen in der Kindheit am Beispiel des Erlernens einer sportlichen Fertigkeit. Dafür wurde eine Methode zur Messung mentaler Vorstellungen von Bewegungen bei Vorschulkindern entwickelt. Diese basiert auf dem Prinzip räumlicher Verdeckung. Es wurden damit sowohl verschiedene kognitive Leistungen wie die Wahrnehmung und Vorstellung von Bewegungen miteinander verglichen als auch in Beziehung zum Bewegungslernen gesetzt. Außerdem wurde in einer quasi-experimentellen Studie u.a. der Einfluss von Erfahrung, Geschlecht und Versuchsbedingung auf Wahrnehmungs- und Vorstellungsleistungen per Experten-Novizen-Paradigma untersucht. Es wurde geschlussfolgert, dass die Methode hinsichtlich des Geschlechts auch in jungen Jahren differenziert. Das bedeutet, dass Mädchen und Jungen im Vorschulalter möglicherweise unterschiedlich bei der Lösung der Aufgaben vorgehen. Damit kann die Methode - im Gegensatz zur Methode der Mentalen Rotation - auch für die Diagnostik von Vorstellungen von Bewegungen ab einem Alter von 4 Jahren eingesetzt werden.

Stains and stained incipient lesions can be challenging to differentiate with established clinical tools. New diagnostic techniques are required for improved distinction to enable early noninvasive treatment. This in vitro study evaluates the performance of artificial intelligence (AI)-based classification of hyperspectral imaging data for early occlusal lesion detection and differentiation from stains. Sixty-five extracted permanent human maxillary and mandibular bicuspids and molars (International Caries Detection and Assessment System [ICDAS] II 0–4) were imaged with a hyperspectral camera (Diaspective Vision TIVITA® Tissue, Diaspective Vision, Pepelow, Germany) at a distance of 350 mm, acquiring spatial and spectral information in the wavelength range 505–1000 nm; 650 fissural spectra were used to train classification algorithms (models) for automated distinction between stained but sound enamel and stained lesions. Stratified 10-fold cross-validation was used. The model with the highest classification performance, a fine k-nearest neighbor classification algorithm, was used to classify five additional tooth fissural areas. Polarization microscopy of ground sections served as reference. Compared to stained lesions, stained intact enamel showed higher reflectance in the wavelength range 525–710 nm but lower reflectance in the wavelength range 710–1000 nm. A fine k-nearest neighbor classification algorithm achieved the highest performance with a Matthews correlation coefficient (MCC) of 0.75, a sensitivity of 0.95 and a specificity of 0.80 when distinguishing between intact stained and stained lesion spectra. The superposition of color-coded classification results on further tooth occlusal projections enabled qualitative assessment of the entire fissure’s enamel health. AI-based evaluation of hyperspectral images is highly promising as a complementary method to visual and radiographic examination for early occlusal lesion detection.