Force Magnitude And Rate Of Orthodontic Tooth Movement: What We Learned From Dog Studies

ZusammenfassungInnerhalb der Kieferorthopadie besteht kein Konsens uber das optimale Kraftniveau, um eine moglichst effiziente Zahnbewegung zu erreichen. In dem vorliegenden Artikel fassen wir die wichtigsten Daten aus einer Reihe von Experimenten an Hunden zusammen, die zur Untersuchung der Beziehung zwischen der Gro ss enordnung genau bestimmter konstanter, kontinuierlich wirkender Krafte und der Geschwindigkeit der Zahnbewegung uber einen Zeitraum von mehreren Monaten durchgefuhrt wurden. Daruber hinaus resumieren wir einen mathematischen Ansatz, der ein besseres Verstandnis der optimalen Kraftgro ss e fur die kieferorthopadische Zahnbewegung ermoglicht. Die in dieser ubersicht vorgestellten Daten wurden anhand von insgesamt 148 experimentellen Stellen in Hunden gewonnen, an denen kieferorthopadische Zahnbewegungen durch die Anwendung unterschiedlicher, standardisierter kontinuierlicher Krafte vorgenommen wurden. Die vorgestellten Daten zeigen, dass Krafte zwischen 10 und 300cN nicht zu signifikanten Unterschieden in der mittleren Geschwindigkeit der Pramolarenbewegung fuhren, und dass die Anwendung unterschiedlicher Krafte auf beiden Seiten eines Hundegebisses haufig zur selben Geschwindigkeit der Zahnbewegung fuhrt. Daruber hinaus hat ein Wechsel zwischen den Kraften von 10cN und 300cN innerhalb eines Tieres keinen eindeutigen Effekt auf die Geschwindigkeit der Zahnbewegung.Das von uns vorgeschlagene mathematische Modell hat eine erklarte Varianz R (2) von 0,43, was darauf hindeutet, dass mehr als die Halfte der Varianz anderen Faktoren als der Kraft zugeschrieben werden sollte. Alle diese Ergebnisse lassen stark darauf schlie ss en, dass die Gro ss enordnung der Kraft nicht der entscheidende Faktor fur die Geschwindigkeit der Zahnbewegung ist. Zur Beschleunigung der kieferorthopadischen Zahnbewegung bedarf es anderer Methoden als die Erhohung des Kraftniveaus.Abstract In orthodontics, no consensus exists on the optimal force level to move teeth most efficiently. In the present paper we summarize the most important data derived from a series of dog experiments performed to study the relationship between the magnitude of well-determined constant continuous forces and the rate of bodily tooth movement over a period of several months. Apart from that we also summarize a mathematical approach to get a better insight into the optimal force magnitude for orthodontic tooth movement. The data presented in this overview are retrieved from in total 148 experimental sides in dogs in which bodily orthodontic tooth movement is performed using a wide range of standardized continuous forces. The presented data show that forces between 10 and 300cN do not lead to significant differences in the mean rate of premolar movement, and the use of different forces at both sides of one dog leads often to the same rate of tooth movement. Furthermore, interchanging forces of 10 and 300cN within one individual have no clear effect on the rate of tooth movement.The mathematic model we proposed has an explained variance R (2) of 0.43 indicating that more than half of the variance should be attributed to other factors than force. All these findings strongly suggest that force magnitude is not the main decisive factor for the rate of tooth movement. Accelerating orthodontic tooth movement will require other methods than increasing the force level.