Modelle von Säugetierschädeln
Im Lauf der Evolution haben Säugetiere sich unterschiedlichsten Nahrungsweisen angepasst, eine Vielfalt, die sich an ihrer Schädelform und Zahnmorphologie ablesen lässt. Allerdings ist noch unklar, welche Zusammenhänge zwischen Kaukräften und Form bzw. innerer Morphologie des Kieferknochens bestehen, was allerdings wichtig sein könnte, um das Fressverhalten ausgestorbener Arten und die Resorption des Alveolarknochens zu rekonstruieren. Dies wiederum ist eine häufige Ursache für Zahnverlust bei älteren Menschen. So untersuchte das EU-finanzierte Projekt "Examination of alveolar and trabecular morphology and how it relates to masticatory forces" (EAT) die innere Kiefermorphologie verschiedener Säugetiere, um den Zusammenhang zwischen Knochenmorphologie und Kaukräften zu verstehen. Mittels hochauflösender Mikro-Computertomographie wurde die Kiefermorphologie von verschiedenen Säugetierarten einschließlich des Menschen analysiert, und neue Methoden sollten Aufschluss über das trabekuläre Netzwerk und die Dicke der umgebenden kortikalen Knochen geben. Anhand von MRT-Bildern und dynamischen Computermodellen wurden detaillierte Muskel-Skelett-Modelle des gesamten Schädels erzeugt, die die Kaufunktion simulieren und damit genaue Vorhersagen der Zahnbelastung beim Kauen ermöglichen. Ferner wurden Zahnbewegung und Rolle der Desmodont (PDL)-Fasern untersucht, um die Übertragung des Kaudrucks von den Zähnen auf die umliegenden Kieferknochen des Zahnfachs zu verstehen. PDL ist das Bindegewebe, das den Raum zwischen der Zahnwurzel und dem Alveolarknochen ausfüllt. Die Wissenschaftler zeigten an Modellen der faserigen PDL-Struktur, dass der Alveolarknochen in einer Weise belastet wird, die mit herkömmlichen Theorien zur Mechanik der Zahnbewegung nicht erklärbar ist. Insgesamt lieferte EAT damit wichtige Einblicke in die funktionelle Anpassung des Kauapparats auf das Ernährungsverhalten, die auch von kieferorthopädischer Bedeutung sein könnten. Die neuen biomechanischen Tiermodelle eignen sich weiterhin für Studien zur Tiergesundheit und könnten dazu beitragen, Tierversuche zu reduzieren.
Schlüsselbegriffe
Kauapparat, Biomechanik, Säugetiere, Zahnmorphologie, Unterkiefer
