Der Verlust eines Zahns im Erwachsenenalter kann einen komplexen Weg bedeuten, der oft auf Lösungen wie Zahnimplantate aus Titan oder Kunststoffprothesen beschränkt ist. Aber was wäre, wenn es eine Alternative gäbe? Die Wissenschaft erforscht die Möglichkeit der Herstellung biotechnologisch hergestellter Zahnimplantate: im Labor gezüchtete menschliche Zähne, die beschädigte Zähne ersetzen könnten. Ein Forscherteam experimentiert mit einer innovativen Technik, bei der Schweine- und menschliche Zellen kombiniert werden, um ein Zahnimplantat herzustellen, das von einem menschlichen Zahn nicht zu unterscheiden ist: Eröffnet dies neue Perspektiven für die Zukunft der Zahnmedizin? Schauen wir es uns gemeinsam an.
Aktuelle Alternativen zu Zahnimplantaten
Ein gesunder Zahn besteht im Inneren aus Zahnmark, das Nerven und Blutgefäße enthält und von Schichten aus hartem Gewebe namens Dentin, Zement und Zahnschmelz umgeben ist. Der smalto Es ist das härteste Gewebe im Körper, kann aber durch Bakterien zersetzt werden, was zu Karies führt. Wenn das Loch bis zum Zahnmark reicht, kann es sehr schmerzhaft sein (das wissen Sie doch alle). Zahnärzte können kariöse Stellen entfernen und durch Füllungen ersetzen, die etwa 15 Jahre halten. Allerdings müssen Füllungen regelmäßig erneuert werden, und zwar jedes Mal, wenn ein größerer Teil des Zahns entfernt wird.
„Irgendwann … ist es fast unvermeidlich, dass die Person diesen Zahn verliert“, sagt er. Christian Miranda Französisch, Forscher an der Gesundheits- und naturwissenschaftliche Universität Oregon
Wer heute einen Zahn verliert, kann sich, wie erwähnt, für ein Zahnimplantat entscheiden. Eine im Kieferknochen verankerte Titanschraube mit einer Porzellankrone darüber. Sie sehen aus wie echte Zähne und können zum Kauen verwendet werden, sind aber nicht dasselbe.
Die Risiken herkömmlicher Zahnimplantate
Wenn das Zahnimplantat nicht perfekt auf die anderen Zähne ausgerichtet ist, kann das Kauen ungleichmäßige Kräfte auf den umgebenden Kieferknochen übertragen und ihn beschädigen, erklärt Pamela Yelick, Forscher am Fakultät für Zahnmedizin der Tufts University von Boston. Darüber hinaus können Bakterien an den Zahnimplantate, was zu Infektionen wie Periimplantitis führen kann, die wiederum zu Knochenschwund führen können.
„Es ist sehr schwierig, ein Implantat zu ersetzen, da zunächst der gesamte Knochen wieder aufgebaut werden muss, der im Laufe der Zeit resorbiert wurde“, sagt er. Yelick.
Aus diesem Grund haben wir jahrzehntelang Yelick versucht, Zahnersatz zu schaffen, der menschlichen Zähnen ähnlicher ist. Dazu werden Zellen von echten Zähnen verwendet, die im Labor zu zahnähnlichen Strukturen gezüchtet werden. Das Ziel ist es, Zahnimplantate funktional. Und wie weit ist es gekommen?
Sind „Schweinezähne“ die Zukunft?
Für seine Forschung verwendet Yelick Zellen aus Schweinekiefern, die er aus Schlachthöfen bezieht. Da sich im Laufe des Lebens bei Schweinen mehrere Sätze Zähne bilden, enthalten ihre Kiefer Zellen von noch nicht durchgebrochenen, noch nicht entwickelten Zähnen. Yelick e Weibo Zhang Sie nehmen diese Zellen und züchten sie im Labor, bis sie „zig Millionen“ Zellen erhalten. In früheren Experimenten pflanzten Yelick und Kollegen diese Zellen auf „Gerüste“ (biologisch abbaubare, zahnförmige Strukturen) und implantierten sie in Ratten. Da Ratten kleine Kiefer haben, wurden die Gerüste unter die Haut am Bauch der Tiere eingesetzt.
Die Forscher stellten fest, dass die Zellen im lebenden Körper begannen, sich in zahnähnliche Strukturen zu organisieren.
„Sie waren klein, aber ihre Morphologie war identisch mit der von Zähnen, die sich auf natürliche Weise bilden“, sagt er. Yelick.
Im Labor hergestellte Zahnimplantate
Seitdem arbeitet das Team daran, im Labor menschliche Zähne zu züchten. In ihrer neuesten Forschung Yelick e Zhang Sie verwendeten Zellen aus gespendeten menschlichen Zähnen. Um ein „natürlicheres“ Gerüst zu schaffen, züchteten sie eine Mischung aus Schweine- und menschlichen Zellen in Gerüsten aus Schweinezahnfragmenten. Nach mehreren Wochen in einer Laborschale wurden die Zahnfragmente in die Kiefer von sechs Ferkeln implantiert. Zwei Monate später entfernte das Team die Zähne, um ihr Wachstum zu beurteilen. Sie stellten fest, dass sie begonnen hatten, ähnlich wie gesunde erwachsene Zähne zu wachsen und sogar harte Schichten aus Zement und Dentin entwickelten.
„Sie sind den Zähnen sehr ähnlich“, sagt er. Yelick, der die Arbeit in der Zeitschrift veröffentlichte Translationale Stammzellenmedizin (Ich verlinke es hier).
Ein Schritt vorwärts in die Zukunft der Zahnmedizin
Zusammenfassend: Diese biokonstruierten Zähne weisen wichtige Eigenschaften natürlicher Zähne auf, die bei Titanimplantaten fehlen. Dies könnte ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Schaffung lebendiger, funktionsfähiger, im Labor gezüchteter menschlicher Zähne sein, die sich in das Zahnfleisch und den Kiefer eines Menschen integrieren lassen. Wir beginnen zu entschlüsseln, wie die Natur Zellen zur Bildung von Zähnen codiert, und schon bald werden wir in der Lage sein, einen funktionalen biologischen Zahnersatz herzustellen, der Menschen eingesetzt werden kann, die einen Zahnersatz benötigen.
Vorausgesetzt, dass in der Zwischenzeit die Klinische Studien im Gange In Japan werden keine Medikamente auf den Markt gebracht, die das Nachwachsen unserer natürlichen Zähne direkt anregen können. Zwei unterschiedliche Ansätze, aber mit einem einzigen Ziel: uns unser Lächeln zurückzugeben.
