Mechanische Charakterisierung des Parodontalligaments in vivo über die initiale Zahnbewegung durch einen Vergleich von Experiment und Simulation

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Das Parodontalligament (PDL) besitzt in der Kieferorthopädie eine besondere Bedeutung, daes als Verbindungselement zwischen Zahnwurzel und Alveolarknochen die Auslenkung einesZahnes als direkte Reaktion auf die an der Zahnkrone angreifenden Kräfte und Momente bestimmt.Als hochdifferenziertes weiches biologisches Gewebe zeigt es komplexe viskoelastischeMaterialeigenschaften, deren Kenntnis für die Planung und die Durchführung einer kieferorthopädischenTherapie von grundlegender Bedeutung ist.Ziel des Projekts ist die Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften des PDL in vivodurch einen direkten Vergleich von Experiment und Simulation. Die sogenannte initialeZahnbewegung, die sich als unmittelbare Reaktion auf die kieferorthopädischen Behandlungselementeergibt, wird bei Probanden, von denen im Rahmen einer klinischen BehandlungCT-Daten verfügbar sind, in vivo gemessen. Auf der Basis dieser Daten werden Geometriemodellealler beteiligten Gewebe einschließlich PDL (FH Osnabrück) erstellt, die mit hybridenVolumengittern aus Hexaedern und Tetraedern vernetzt werden (Gastaufenthalt an derUniv. Exeter). Für die anschließende Finite-Elemente-Simulation (Kernkompetenz Univ.Ulm) werden geeignete, in der kommerziellen Simulationssoftware verfügbare Materialmodellefür das PDL angepasst. Im Rahmen eines iterativen Vorgehens werden die in Fragekommenden Ansätze im Vergleich mit den experimentellen Ergebnissen untersucht und diezugehörigen Materialparameter adaptiert.