Effects of Orthodontic Bands on Marginal Periodontal Tissues A Histologic Study on Two Human Specimens

Abstract

Eight banded teeth on two human specimens (9 years, male; 19 years, female) were analyzed regarding the fit of the orthodontic bands and peridontal reactions. Five teeth (three molars, two premolars) were evaluated histologically in the horizontal plane and three (one molar, two premolars) in the sagittal plane using the micro-section method according to Donath.

The fit of the bands varied in occluso-apical direction. The mean of the marginal gaps was ${\overline x}$ = 0.23 mm in the occlusal, ${\overline x}$ = 0.03 mm in the equatorial, and ${\overline x}$ = 0.28 mm in the cervical area. In the equatorial area the thin cement layer was largely homogeneous, whereas porosities and microfissures were found predominantly in thicker cement layers. 85% of the occlusal and cervial band margins revealed cement defects and/or erosions which were colonized by felted, partially densely compacted microbial plaque. With regard to the periodontal effects, the signs of inflammation in the buccolingual gingival areas were markedly less severe due to the supramarginal position of the band margins. The interdental gingiva of all teeth presented the histological pattern of an established gingival lesion. Leukocyte infiltration and inflammatory exudation in the area of the transseptal fibers were exceptionally pronounced in one lower molar (band exposure time: 6 months). At this site the connective tissue attachment close to the cementoenamel junction was severely damaged on the mesial surface and the pocket epithelium proliferated towards the apex, meaning progression from established gingivitis to an initial periodontal lesion.

The histologic findings on these human periodontal tissues confirm that the application and hygiene control of orthodontic bands have to be performed with great care to avoid permanent periodontal destruction.

Zusammenfassung

An zwei Humanpräparaten (9 Jahre, männlich; 19 Jahre, weiblich) konnten acht Zähne mit kieferorthopädischen Bändern in Hinsicht auf deren Passform und parodontale Reaktionen analysiert werden. Mit Hilfe der Trenn-Dünnschliff-Technik nach Donath wurden fünf Zähne (drei Molaren, zwei Prämolaren) in der Horizontalebene und drei Zähne (ein Molar, zwei Prämolaren) in der Sagittalebene histologisch aufgearbeitet.

Die Passgenauigkeit der Bänder variierte in okklusoapikaler Richtung. Der durchschnittliche Randspalt betrug okklusal ${\overline x}$ = 0,23 mm, im Äquatorbereich ${\overline x}$ = 0,03 mm und zervikal ${\overline x}$ = 0,28 mm. Die dünne Zementschicht war im Äquatorbereich weitgehend homogen, in dickeren Zementschichten zeigten sich häufig Porositäten und Craquelésprünge. 85% der zervikalen und okklusalen Bandränder wiesen Zementunterschüsse und/oder -auswaschungen auf, die von verfilzter, teilweise dicht gepackter mikrobieller Plaque besiedelt waren. Bezüglich der parodontalen Veränderungen waren die Entzündungszeichen in den bukkolingualen Gingivaabschnitten aufgrund supramarginaler Position der Bandränder deutlich geringer. Die interdentale Gingiva bot an allen Zähnen aufgrund subgingivaler Bandextension das histologische Bild einer etablierten Gingivaläsion. Bei einem unteren Molaren (Liegedauer des Bandes: 6 Monate) waren das leukozytäre Infiltrat und die entzündliche Exsudation im Bereich der transseptalen Fasern besonders ausgeprägt. Hier war mesial das bindegewebige Attachment am schmelznahen Wurzelzement aufgebrochen, und das Taschenepithel proliferierte nach apikal; dies bedeutet die Progression von einer etablierten Gingivitis zu einer initialen Parodontalläsion.

Die histologischen Befunde am menschlichen Parodontium belegen, dass die Applikation und Hygiene kieferorthopädischer Bänder mit großer Sorgfalt durchgeführt werden müssen, um einen dauerhaften Parodontalschaden zu vermeiden.