歯牙形態と歯ぎしり方向がブラキシズム時の顎関節負荷に及ぼす影響

The effect of tooth cusp morphology and grinding direction on TMJ loading during bruxism.

抄録

顎関節への機械的負荷の増大は、しばしば顎関節症（TMD）の発症および進行と関連している。顎関節症の発症に咬合因子や睡眠時ブラキシズムが関与している可能性については、文献上非常に議論されているテーマであるが、倫理的な配慮からこの問題の検討には限界がある。本研究の目的は、革新的なモデリングアプローチを用いて、形態学的パラメータ、ブラキシングの方向、および顎関節ストレスの関連を徹底的に調査することである。フォワードダイナミクストラッキングアプローチを用いて、3つの歯の位置、5つの側方傾斜角度、5つの矢状傾斜角度、3つの力レベルについて、側方歯ぎしりおよび内側歯ぎしりのシミュレーションを行い、合計450回のシミュレーションを行った。筋活動パターン、顎関節円板のフォンミーゼス応力、および平均筋活動量と顎関節円板応力との相関が報告された。計算された筋活性化パターンは、過去の文献とよく一致した。この結果は、歯の傾きと歯ぎしりの位置が、顎関節の負荷に影響を及ぼすことを示唆している。中動的咬合は、後動的咬合のシミュレーションと比較して、より高い負荷を計算した。顎関節ストレスと表在性咬筋の平均活性化には最も強い相関が認められた。全体として、我々の結果は、顎関節円板応力が歯の形態と関連していることを示す証拠となった。

Increased mechanical loading of the temporomandibular joint (TMJ) is often connected with the onset and progression of temporomandibular joint disorders (TMD). The potential role of occlusal factors and sleep bruxism in the onset of TMD are a highly debated topic in literature, but ethical considerations limit examinations of this problem. The study aims to use an innovative modeling approach to thoroughly investigate the connection between morphological parameters, bruxing direction and TMJ stress. A forward-dynamics tracking approach was used to simulate laterotrusive and mediotrusive tooth grinding for 3 tooth positions, 5 lateral inclination angles, 5 sagittal tilt angles and 3 force levels, giving a total of 450 simulations. Muscle activation patterns, TMJ disc von Mises stress as well as correlations between mean muscle activations and TMJ disc stress are reported. Computed muscle activation patterns agree well with previous literature. The results suggest that tooth inclination and grinding position, to a smaller degree, have an effect on TMJ loading. Mediotrusive bruxing computed higher loads compared to laterotrusive simulations. The strongest correlation was found for TMJ stress and mean activation of the superficial masseter. Overall, our results provide evidence that TMJ disc stress is related to tooth morphology.