Die Kiefergelenke - Universität Basel

Praxis
Myoarthropathien des Kausystems:
VII - Die Kiefergelenke neue wissenschaftliche Erkenntnisse
Jens C. Türp, Hans J. Schindler
Abb. 1: Histologischer Schnitt durch ein menschliches Kiefergelenk. Blau: Discus
articularis, dahinter, in der bilaminären Zone, das lockere, venenreiche retroartikuläre Polster [33]. (Präparat: Prof. Dr. A. Puff, Freiburg i. Br.)
Indizes: Kiefergelenke, Discus articularis,
Biomechanik, Adaptationsfähigkeit
„Die Eigenartigkeit des Kiefergelenks liegt wohl
nicht nur in seiner Morphologie und Funktion,
sondern auch in der großen Anzahl von Erklärungen und Modellen, die man darüber in der
Literatur findet“, stellte der Wiener Anatom Franz
Fuss [7] in seiner grundlegenden Abhandlung über
diese meistbewegten Gelenke des menschlichen
Körpers fest. Eine genaue Kenntnis der morphologischen und funktionellen Eigenschaften der
Kiefergelenke trägt daher sowohl zur Korrektur
falscher Vorstellungen als auch zu einem besseren
klinischen Verständnis von Funktion und
Pathofunktion bei.
Die Komponenten
der Kiefergelenke
Die Kiefergelenke nehmen unter den
menschlichen Gelenken eine Sonderstellung ein, weil wesentliche Bestandteile
ihrer Funktionsglieder instabiler erscheinen, als es bei anderen Gelenken der Fall ist
[31]. In der Tat sind bestimmte Sicherungen, die bei anderen Gelenken unentbehrlich sind, bei den Kiefergelenken zugunsten
einer größeren Bewegungsfreiheit aufgegeben [21].
Bereits die großen Anatomen des 18., 19.
und frühen 20. Jahrhunderts hatten die
morphologischen und funktionellen Eigenheiten der Kiefergelenke erkannt (Tab. 1,
Abb. 2).
Julius Tandler (Wien, 1919): „Zusammengesetztes Gelenk“ (aufgrund der Teilung
durch den Discus articularis in zwei voneinander getrennte Hälften)
Josef Hyrtl (Wien, 1889): „Freie Gelenke“
Rudolf Fick (Innsbruck, 1911): „Geschlossene Gelenkkette“
Hans Strasser (Bern, 1913): „Bikapsuläre monokinetische Gelenkkombination“
Tab. 1: Historische Beschreibungen einiger Besonderheiten der menschlichen
Kiefergelenke [Literaturangaben bei den Verfassern]
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dern mit einer Schicht dichten, fibrösen
Bindegewebes überdeckt, das, anders als
beim hyalinen Knorpel (Kollagen-Typ II),
hauptsächlich aus Kollagen-Typ-I-Fasern
besteht.
Discus articularis
Abb. 2: Die Wiener Anatomen Josef
Hyrtl (1810-1884; links) und Julius
Tandler (1869-1936; rechts).
Knöcherne Gelenkflächen
Dem konvexen Gelenkkörper (Caput
mandibulae = Kondylus) steht nicht nur
die konkave Fossa mandibularis des Schläfenbeins gegenüber, sondern darüber hinaus das konvexe Tuberculum articulare,
„eine Tatsache, die jedoch in höchstem
Maße der traditionellen anatomischen
Regel von der Kongruenz der Gelenksflächen widerspricht“ [7]. Dabei ist die temporale Gelenkfläche (Pars squamosa ossis
temporalis) mehr als doppelt so weit wie die
durch den walzenförmigen Kondylus gebildete Gelenkfläche (in einer Studie von
Lang und Niederfeilner [15]: 420 mm2 vs.
200 mm2).
Die Fossa mandibularis ist alles andere als
eine Gelenkgrube. Aufgrund ihrer zarten
Knochenstruktur ist sie nicht zur Aufnahme
von Druck geeignet (Abb. 3). Demgegenüber bildet das relativ massige Tuberculum
articulare die eigentliche Gelenkfläche.
Im Gegensatz zu anderen Diarthrodialgelenken sind die kondylären und temporalen
Gelenkoberflächen nicht mit Knorpel, son-
Die fehlende Kongruenz zwischen der
Form und Größe der Kondylen und der
temporalen Gelenkflächen wird durch den
zwischengeschalteten Discus articularis
kompensiert. Diese gefäßfreie Gelenkzwischenscheibe fungiert als eigentliche Gelenkpfanne (Tab. 2).
Der medial, lateral und anterior mit der Gelenkkapsel verwachsene Diskus hat eine bikonkave Form; er verdünnt sich von den
dicken Rändern zur Mitte hin. Dadurch
wird für beide Knochenkonvexitäten (Kondylus; Tuberculum articulare) die entsprechende Konkavität im Diskus gewonnen
(Abb. 1). Mit der relativ weiten, zur Gelenkhöhle hin von einer Synovialmembran ausgekleideten Gelenkkapsel bildet
der Diskus eine funktionelle Einheit, das
disko-kapsuläre System, an dem anteriormedial einige Faserbündel des oberen
Kopfs des M. pterygoideus lateralis ansetzen und anterior-lateral Fasern des M. temporalis (posteriorer Anteil) und des M. masseter (Pars profunda) [3].
Der Discus articularis besteht vorwiegend
aus Typ-I-Kollagen (Abb. 4) sowie aus
Proteoglykanen (v. a. Chondroitin- und
Dermatansulfat-Glykosaminoglykanen),
die in den Zwischenräumen des Kollagenfasergeflechts eingelagert sind [28]. Im Dis-
Abb. 3 (li.): Temporale Gelenkflächen im Durchlicht. Gut erkennbar ist die dünne Knochenstruktur
des Fossa mandibularis, anterior davon schließt sich das Tuberculum articulare an; links oben der
beginnende Jochbogen; Abb. 4 (re.): Histologisches Bild des weitgehend von kollagenen Fasern gebildeten Discus articularis (Präparat: Prof. Dr. A. Puff, Freiburg i. Br.)
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Praxis
Wilhelm Wallisch (Wien, 1909): „Ausgleichung der Inkongruenz der Gelenkflächen“
Carl Gegenbaur (Heidelberg, 1883): „transportable Pfanne für den Kondylus“
Wilhelm Wallisch (Wien, 1909): „formändernde Gelenkpfanne“
Tab. 2: Historische Beschreibungen der Funktionen des Discus articularis
[Literaturangaben bei den Verfassern]
kus, der einen hohen Wassergehalt aufweist, finden sich heterogen verteilt Fibrozyten, Fibroblasten und Fibrochondrozyten
[4]; ihre Zahl ist im anterioren und posterioren Bereich höher als intermediär [19].
Der Diskus ist im Wesentlichen drei Arten
von äußerer Einwirkung ausgesetzt:
Der Diskus
Druck-, Zug- und Scherbelastung [27]. Zuwirkt als
Stoßdämpfer: sammensetzung und Anordnung der Kollagenfasern und der Glykosaminoglykane beer verhält
stimmen in erster Linie seine mechanischen
sich bei
Eigenschaften: die Kollagenfasern sind für
statischer
den (spontanen) elastischen Widerstand,
und
dynamischer die Chondroitin- und Dermatansulfat-Glykosaminoglykane vor allem für die viskoBelastung
unterschied- elastischen Eigenschaften des Gewebes
(zeitabhängiger Widerstand gegen mechalich
nische Deformation) verantwortlich. Letztere bewirken, daß sich der Diskus bei statischer Belastung anders verhält als bei dynamischer Belastung [28]. Auf diese Weise
kann er seiner Funktion als Stoßdämpfer
(Abpufferung und Verteilung von mechanischen Kräften) in Abhängigkeit von der Art
der Belastung nachkommen [1, 28]. Diese
Eigenschaften sind in der Intermediärzone,
die besonders dicht gepackte kollagene Faserbündel aufweist [19] und - eine lehrbuchmäßige Lage vorausgesetzt - die größten Belastungen aufnimmt [1], stärker ausgeprägt als im anterioren und posterioren
Diskusbereich [1, 4].
Die Gelenkzwischenscheibe wird heute als
ein mikroheterogenes Gewebe angesehen,
das eine deutliche regionale Spezialisierung aufweist [19] (Tab. 3).
Kiefergelenkfunktion
Durch den Diskus wird das rechte und linke
Kiefergelenk jeweils in eine obere und eine
untere Gelenkkammer unterteilt. Daher lassen sich auf jeder Seite zwei Gelenke unterscheiden:
eine über dem Discus articularis gelegene Articulatio discotemporalis (= Art.
discosquamalis), in dem Gleit- bzw.
Schiebebewegungen stattfinden;
eine unter dem Discus gelegene Articulatio discomandibularis („Art. discocondylaris“), in dem Drehbewegungen
stattfinden.
Anteile [22]
Durchschnittliche
Dicke [11]
Anteriore Bande
ca. 2 mm
vorwiegend medio-lateral ausgerichtetes
Typ-I-Kollagenfasernetz mit elastischen Fasern;
Typ-II-Kollagen, ChondroitinsulfatGlykosaminoglykane
Intermediäre
Bande
ca. 1 mm
vorwiegend anterior-posterior ausgerichtetes
Typ-I-Kollagenfasernetz, sehr wenige elastische
Fasern; Typ-II-Kollagen, ChondroitinsulfatGlykosaminoglykane
Posteriore Bande
ca. 2-3 mm
vorwiegend medio-lateral ausgerichtetes
Typ-I-Kollagenfasernetz mit elastischen
Fasern; Typ-II-Kollagen,
Chondroitinsulfat-Glykosaminoglykane
Bilaminäre Zone
Bestandteile [9, 19, 28]
Parotisbindegewebe, Blutgefäße, Fettzellen,
glatte Muskulatur, reichhaltige elastische Fasern,
trigeminale Nervenfasern
Tab. 3: Zusammensetzung der verschiedenen Bereiche des Discus articularis
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„Einigermaßen werden die beiden Kinnbackengelenke eines durch das andere eingeschränkt. Denn man sieht leicht ein, daß
jedes für sich allein, ohne das andere, beTrotz der
weglicher seyn würde.“ [30]. Aufgrund
funktionellen ihrer Verbindung über die elastische, sich
Einheit der
bei Kieferöffnung deformierende UnterkieKiefergelenke ferspange [12, 25] sind isolierte Kiefergeist eine große lenkbewegungen nicht möglich. Das rechte
Variantenund linke Kiefergelenk bilden stattdessen
breite an
eine bilaterale, funktionell verbundene EinBewegungsheit. Bei allen Kieferbewegungen sind
möglichdaher immer vier funktionell gekoppelte
keiten
Gelenke beteiligt [2, 6]. Trotz dieser Eingegeben
schränkungen erlaubt der spezifische Bau
der Kiefergelenke eine erstaunliche Komplexität an Unterkieferbewegungen, wie sie
in diesem Ausmaß in anderen Gelenken
nicht angetroffen wird.
Die habituelle Kieferöffnungs- und
-schließbewegung beschreibt im Allgemeinen keine reine Rotation um eine gedachte
sogenannte „interkondyläre Scharnierachse“. Vielmehr kommt es fast immer zu einer
kombinierten Rotation (Drehbewegung)
und Translation (Gleitbewegung) des Unterkiefers und damit des Kondylus-DiskusBesonders
Komplexes [5, 16, 17, 26]. Daher spricht
hohe Beanman von einem Drehgleitgelenk. Im Fall
spruchung
einer ebenen (d.h. zur Sagittalebene symbei statischer
metrischen) Bewegung existiert für jede
Belastung
Stellung des Unterkiefers relativ zum Oberkiefer ein sogenannter momentaner Drehpol („wandernde Gelenkachse“), bezüglich
dessen der Unterkiefer eine reine Drehung
ausführt.
Beeinflußt und begrenzt werden die Unterkieferbewegungen vor allem durch die
Form und Stellung der Zähne sowie durch
den seinerseits auf der Gelenkbahn abgestützten Diskus (elastische Bettung). „Das
Kiefergelenk ist das einzige Gelenk des
menschlichen Körpers, das gezwungen ist,
mit einem schonungslosen, unnachsichtigen Partner - der Zahnokklusion - funktionieren zu müssen.“ [8].
Bei den verschiedenen funktionellen Bewegungen und Tätigkeiten des Unterkiefers,
wie Sprechen oder Kauen, sind die Kiefergelenke mechanischen Belastungen ausgesetzt. Beim einseitigen Kauen wird das kontralaterale Kiefergelenk stärker belastet als
das ipsilaterale Gelenk [20]. Dies erklärt die
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Aussage vieler Patienten mit einseitigen
Kiefergelenkschmerzen, daß Kauen auf der
betroffenen Seite weniger schmerzhaft ist
als Kauen auf der nicht-betroffenen Kieferhälfte.
Sehr viel stärker als bei dynamischer Belastung werden die Kiefergelenkstrukturen
bei statischer Belastung (Kieferpressen,
Zähneknirschen) beansprucht. Dies kann
Einschränkungen der Proteoglykan-Synthese in den knorpeligen Gelenkanteilen
mit Überlastung und Abnutzung des Gelenkknorpels zur Folge haben [1].
Ähnlichkeiten mit den anderen
Körpergelenken
Auch wenn die Kiefergelenke sehr spezialisiert sind, so folgen auch sie den (patho)biologischen Gesetzen anderer Gelenke. Vor
diesem Hintergrund wurde in letzter Zeit
wieder vermehrt auf die Ähnlichkeiten der
Gelenke hingewiesen, was vor allem im
Hinblick auf die Beurteilung klinischer Befunde von Bedeutung ist [32].
Dies betrifft auch die beachtliche morphologische und funktionelle Variationsbreite:
„Nicht unbeträchtlich wird die Schwierigkeit der Untersuchung noch dadurch vermehrt, dass gerade in dem Kiefergelenke so
viele individuelle Schwankungen in den
Gestalten der einzelnen Theile wahrzunehmen sind, ja dass sogar manchmal in demselben Individuum die Gelenke beider Seiten nicht unerhebliche Verschiedenheiten
zeigen.“ [18]. Die von anderen Gelenken
bekannten Variationen betreffen ein- und
dieselbe Person (intraindividuell) - morphologisch: Rechts-Links-Vergleich; funktionell: wiederholte Bewegungen - genauso
wie den Vergleich verschiedener Personen
(interindividuell). Beispiele sind
die Morphologie der kondylären und
temporalen Kiefergelenkstrukturen [14,
29];
die Lage der Kondylen in Bezug zu den
temporalen Gelenkstrukturen bei maximaler Interkuspidation [23];
die Lage der Gelenkzwischenscheiben
[24];
die Form des Discus articularis [13];
die Art der Drehgleitbewegung bei Kieferöffnung und -schluß [26].
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Praxis
Auch pathologische Vorgänge, wie Gelenkarthrose, gehorchen denselben Gesetzmäßigkeiten, die für andere Gelenke typisch sind [siehe 10].
Adaptation
Die Kiefergelenke zeichnen sich wie jedes
Gelenk durch eine hohe Anpassungsfähigkeit auf veränderte Belastungen aus. Bei abgeschlossenem Wachstum äußert sich diese
beispielsweise in Form von knöchernen
Umbauvorgängen
(Remodellierung).
Manchmal können Röntgenbefunde einer
Hohe
Anpassungs- Kiefergelenkarthrose als Remodellierungsfähigkeit der vorgänge interpretiert werden; eine klar deKiefergelenke finierbare Trennlinie zwischen Remodellierung und Arthrose gibt es jedenfalls nicht.
Die Anpassungsfähigkeit betrifft auch Lageveränderungen des Discus articularis,
zum Beispiel bei einer Vorverlagerung des
Diskus. Eine Wiederherbeiführung einer
lehrbuchhaften Diskusposition wird heute
nicht mehr als notwendig angesehen, unter
anderem weil sich das bei einer Diskusvorverlagerung nach anterior verschobene retrodiskale Gewebe durch Umbau in einen
kollagenfaserreichen Pseudodiskus verwandeln kann, der die Aufgaben des Diskus
übernimmt.
Fazit für die Praxis
Viele vermeintliche "kraniomandibuläre Dysfunktionen" lassen sich angesichts
großen morphologischen und funktionellen
Variationsbreite der Kiefergelenke (und
Kaumuskeln) als Variationen der Normalität deuten.
Artikulatoren - streng symmetrisch,
starr und geräuschfrei - sind nicht in der
Lage, die morphologischen und funktionellen Eigenheiten der Kiefergelenke korrekt
wiederzugeben. Sie bleiben dennoch wertvolle und unentbehrliche Hilfsmittel in der
zahnärztlichen Praxis, zum Beispiel zur
Herstellung von Zahnersatz.
Die Kiefergelenke sind durch eine erstaunliche Anpassungsfähigkeit gekennzeichnet. Diese äußert sich beispielsweise
in röntgenologisch sichtbaren knöchernen
Umbauvorgängen, wobei solchen Befunden in den meisten Fällen kein Krankheitswert zukommt.
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Bei der Bewertung klinischer Befunde
und der Behandlung von Problemen im Bereich der Kiefergelenke gelten die gleichen
Prinzipien, die in der Orthopädie/Rheumatologie üblich sind.
Dr. med. dent. Hans J. Schindler
Hirschstr. 105
D-76137 Karlsruhe
Priv.-Doz. Dr. med. dent.
Jens C. Türp
Klinik für Rekonstruktive Zahnmedizin und Myoarthropathien
Universitätskliniken für
Zahnmedizin
Universität Basel
Hebelstr. 3, CH-4056 Basel
Literatur
1. Beek M., Aarnts M. P., Koolstra J. H., Feilzer A. J.,
van Eijden T. M.: Dynamic properties of the human
temporomandibular joint disc. J Dent Res 80, 876-880
(2001).
2. Bermejo Fenoll A., Gonzalez Sequeros O., González
González J. M.: Histological study of the temporomandibular joint capsule: theory of the articular complex.
Acta Anat (Basel) 145, 24-28 (1992).
3. Dauber W.: Die Nachbarschaftsbeziehungen des Discus articularis des Kiefergelenks und ihre funktionelle
Deutung. Schweiz Monatsschr Zahnmed 97, 427-437
(1987).
4. Detamore M. S., Athanasiou K.A.: Structure and function of the temporomandibular joint disc: implications
for tissue engineering. J Oral Maxillofac Surg 61, 494506 (2003).
5. Ferrario V. F., Sforza C., Miani A., Jr., Serrao G.,
Tartaglia G.: Open-close movements in the human temporomandibular joint: does a pure rotation around the intercondylar hinge axis exist? J Oral Rehabil 23, 401-408
(1996).
6. Fick R.: Handbuch der Anatomie und Mechanik der
Gelenke unter Berücksichtigung der bewegenden Muskeln. Dritter Teil: Spezielle Gelenk- und Muskelmechanik. Gustav Fischer, Jena 1911, 1.
7. Fuss F. K.: Kinematik und Dynamik des Kiefergelenks und der Bewegungen der Mandibula. Gegenbaurs
Morphol Jahrb 136, 37-68 (1990).
8. Gerber A.: Das normale Kiefergelenk. In Gerber A.,
Steinhardt G (Hrsg): Kiefergelenkstörungen - Diagnostik
und Therapie. Quintessenz, Berlin 1989, 21-26.
9. Gross A., Bumann A., Hoffmeister B.: Elastic fibers
in the human temporo-mandibular joint disc. Int J Oral
Maxillofac Surg 28, 464-468 (1999).
10. Hackenbroch M. H.: Arthrosen. Basiswissen zu Klinik, Diagnostik und Therapie. Thieme, Stuttgart 2002.
11. Hansson T., Nordström B.: Thickness of the soft tissue layers and articular disk in temporomandibular joints
with deviations in form. Acta Odontol Scand 35, 281-288
(1977).
12. Horiuchi M., Ichikawa T., Noda M., Matsumoto
N.: Use of interimplant displacement to measure mandibular distortion during jaw movements in humans. Arch
Oral Biol 42, 185-188 (1997).
13. Hugger A., Kordaß B., Assheuer J., Stüttgen U.:
Einblicke in die funktionelle Anatomie des Kiefergelen-
ZAHN PRAX 8, 10, 512-517 (2005)
kes mit Hilfe der Kernspintomographie. Z Stomatol 90,
527-539 (1993).
14. Jasinevicius T. R., Pyle M. A., Lalumandier J.A.,
Kohrs K. J., Türp J. C., Sawyer D. R.: Asymmetry of
the articular eminence in dentate and partially edentulous
populations. J Craniomandib Pract (in Druck).
15. Lang J., Niederfeilner J.: Über Flächenwerte der
Kiefergelenkspalte. Anat Anz 141, 398-400 (1977).
16. Lindauer S. J., Sabol G., Isaacson R. J., Davidovitch M.: Condylar movement and mandibular rotation
during jaw opening. Am J Orthod Dentofacial Orthop
107, 573-577 (1995).
17. McMillan A. S., McMillan D. R., Darvell B.W.:
Centers of rotation during jaw movements. Acta Odontol
Scand 47, 323-328 (1989).
18. Meyer H.: Das Kiefergelenk. Archiv für Anatomie,
Physiologie und Wissenschaftliche Medicin (Reihert's
und du Bois-Reymond's Archiv) [ohne Bandnummer ],
719-731 (1865).
19. Mills D. K., Fiandaca D. J., Scapino R. P.: Morphologic, microscopic, and immunohistochemical investigations into the function of the primate TMJ disc. J
Orofac Pain 8, 136-154 (1994).
20. Naeije M., Hofman N.: Biomechanics of the human
temporomandibular joint during chewing. J Dent Res 82,
528-531 (2003).
21. Puff A.: Zur funktionellen Anatomie des Kiefergelenkes. Dtsch Zahnärztl Z 18, 1385-1392 (1963).
22. Rees L. A.: The structure and function of the temporomandibular joint. Br Dent J 96, 125- (1954).
23. Ren Y. F., Isberg A., Westesson P. L.: Condyle position in the temporomandibular joint. Comparison between asymptomatic volunteers with normal disk position
and patients with disk displacement. Oral Surg Oral Med
Oral Pathol Oral Radiol Endod 80, 101-107 (1995).
24. Ribeiro R. F., Tallents R. H., Katzberg R. W., Murphy W. C., Moss M. E., Magalhaes A. C., Tavano O.:
The prevalence of disc displacement in symptomatic and
asymptomatic volunteers aged 6 to 25 years. J Orofac
Pain 11, 37-47 (1997).
25. Richter E.-J.: Prothetik im Unterkiefer. Schweiz
Monatsschr Zahnmed 109, 117-126 (1999).
26. Salaorni C., Palla S.: Condylar rotation and anterior
translation in healthy human temporomandibular joints.
Schweiz Monatsschr Zahnmed 104, 415-422 (1994).
27. Tanaka E., Hanaoka K., van Eijden T., Tanaka M.,
Watanabe M., Nishi M., Kawai N., Murata H., Hamada T., Tanne K.: Dynamic shear properties of the temporomandibular joint disc. J Dent Res 82, 228-231 (2003).
28. Tanaka E., van Eijden T.: Biomechanical behavior
of the temporomandibular joint disc. Crit Rev Oral Biol
Med 14, 138-150 (2003).
29. Türp J. C., Alt K. W., Vach W., Harbich K.: Mandibular condyles and rami are asymmetric structures. J
Craniomand Pract 16, 51-56 (1998).
30. Weber E. H.: Handbuch der Anatomie des Menschen. 2. Band. Beschreibung des Knochensystems, des
Muskelsystems und der Haut. 4. Auflage. Eberhard Friedrich Wolters, Stuttgart 1833, 122.
31. Wendler D., Bergmann M., Schumacher G. H.,
Kunz G.: Das Kiefergelenk - Struktur und Funktion im
Entwicklungsgang. Anat Anz 169, 1-5 (1989).
32. Zarb G. A., Carlsson G. E., Rugh J. D.: Clinical
management. In Zarb G.A., Carlsson G.E., Sessle B.E.,
Mohl N.D (Hrsg): Temporomandibular Joint and Masticatory Muscle Disorders. Munksgaard - Mosby, Copenhagen 1994, 529-548.
33. Zenker W.: Das retroarticuläre plastische Polster des
Kiefergelenkes und seine mechanische Bedeutung. Z
Anat Entwicklungsgesch 119, 375-388 (1956).
ZAHN PRAX 8, 10, 512-517 (2005)
AZ KSI
517

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