Purpose: This pilot study aimed to assess the relationship between bite force variation and dental arch and facial shape using geometric morphometrics, an advanced method of statistical analysis that provides a detailed shape analysis of a structure considering the spatial relationship of its parts.
Methods: The sample consisted of 16 German adult men and women. For each individual, maximum bite force was recorded in four positions: maximum intercuspation, protrusion, laterotrusion to the right and to the left. Facial and three-dimensional (3D) dental reconstructions were obtained from 3D facial photographs and 3D scans of dental stone models. A total of 51 landmarks were placed. General shape variation was assessed by principal component analysis. Partial least squares analyses were performed to evaluate the covariation between bite force, facial shape, and dental shape.
Results: There was no clear pattern or statistically significant covariation between our variables.
Conclusions: Our results suggest a weak relationship between bite force, dental arch, and facial shape. Considering previous work in this field, we propose that low masticatory loads, characteristic in Western urban populations, may explain this. Further studies should, therefore, address this issue, taking into account effect size, the mechanical properties of the diet, and other relevant variables.
Zusammenfassung: ZIEL: Ziel dieser Pilotstudie war es, die Beziehung zwischen Okklusionskraftvariation sowie Zahnbogen- und Gesichtsform mit Hilfe der geometrischen Morphometrie zu untersuchen. Die geometrische Morphometrie ist eine fortgeschrittene statistische Analysemethode, die eine detaillierte Formanalyse einer Struktur unter Berücksichtigung der räumlichen Beziehung ihrer Teile ermöglicht.
Methoden: Die Stichprobe bestand aus 16 erwachsenen deutschen Männern und Frauen. Für jede Person wurde die maximale Okklusionskraft in 4 Positionen aufgezeichnet: maximale Interkuspidation, Protrusion, Laterotrusion rechts und links. Gesichts- und dreidimensionale Zahnrekonstruktionen wurden anhand von 3D-Fotos des Gesichts und 3D-Scans von Modellen erstellt. Insgesamt wurden 51 Referenzpunkte festgelegt. Die allgemeine Formvariation wurde mittels Hauptkomponentenanalyse ausgewertet. PLS(„Partial Least Squares“)-Analysen wurden durchgeführt, um die Kovariation zwischen Okklusionskraft, Gesichtsform und Zahnform zu bewerten.
Ergebnisse: Es gab kein klares Muster oder eine statistisch signifikante Kovariation zwischen unseren Variablen.
Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse deuten auf einen schwachen Zusammenhang zwischen Bisskraft, Zahnbogen und Gesichtsform hin. Unter Berücksichtigung früherer Arbeiten auf diesem Gebiet vermuten wir, dass sich dies durch die für westliche Stadtbevölkerungen charakteristische geringe Kaubelastung erklären könnte. Weitere Studien sollten sich daher mit dieser Frage befassen und dabei die Effektgröße, die mechanischen Eigenschaften der Nahrung und andere Faktoren berücksichtigen.
Keywords: Facial morphology; Facial shape; Geometric morphometrics; Human adults; Pilot project.
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