Grundlagen der Mechanik in der Zahnmedizin

1. Kräfte

Eine Kraft muss durch Drücken oder Ziehen auf einen Körper ausgeübt werden. Sie ist durch drei Merkmale definiert: Angriffspunkt, Größe und Wirkungsrichtung. Die Einheit der Kraft ist das Newton (N).

Im Gebiss wirken Kräfte zwischen den oberen und unteren Zähnen. Die Kraftwerte nehmen von den Frontzähnen zu den hinteren Zähnen hin zu:

• Molaren: 400–800 N
• Prämolaren: 300 N
• Eckzähne: 200 N
• Schneidezähne: 150 N

Diese Werte variieren bei Trägern von Zahnersatz: Sie sinken um 40 % bei festsitzendem Zahnersatz und um 15 % bei vollständigem oder teilweisem herausnehmbarem Zahnersatz.

2. Mechanische Verformung und Elastizität

Die mechanische Verformung ist definiert als die Längenänderung pro Längeneinheit eines Körpers, wenn eine Spannung angelegt wird.

Die Elastizität beschreibt die Eigenschaft bestimmter Materialien, sich bei Einwirkung äußerer Kräfte reversibel zu verformen und nach Wegfall dieser Kräfte wieder in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren.

3. Spannung

Wenn eine Kraft auf einen Körper einwirkt und versucht, eine Verformung zu erzeugen, entsteht ein Widerstand gegen diese Kraft. Die Spannung ist die innere Reaktion auf eine äußere Kraft. Sie besitzt die gleiche Intensität wie die äußere Kraft, wirkt ihr jedoch entgegen. Sie wird in Pascal (Pa) ausgedrückt.

Ein Pascal ist definiert als die Kraft pro Flächeneinheit.

Der Widerstand ist die maximale Belastung, die bis zum Bruch einer Struktur notwendig ist. Es gibt verschiedene Arten:

Widerstand gegen Zugkraft: Kräfte wirken auf einer geraden Linie in entgegengesetzte Richtungen und streben danach, den Körper zu trennen.

Druckfestigkeit: Kräfte wirken auf einer geraden Linie in entgegengesetzte Richtungen, um den Körper zu stauchen.

Scherfestigkeit (tangentialer Widerstand): Kräfte wirken nicht auf einer geraden Linie, sondern parallel und tangential zueinander.

Biegefestigkeit: Hierbei wirken gleichzeitig Druck- und Zugkräfte auf den Körper.

Torsionsfestigkeit: Wenn Kräfte mit gleicher Stärke und entgegengesetzter Richtung auf parallelen, tangentialen Ebenen einwirken (Verdrehung).