Durchbruch: Im Labor gezüchtete Zähne könnten eine Alternative zu Füllungen werden
Diese Forschung bietet einen möglichen Weg zur Reparatur von Zähnen und eine natürliche Alternative zur Zahnbehandlung
Während einige Tiere wie Haie und Elefanten ständig neue Zähne nachwachsen lassen können, hat der Mensch im Erwachsenenalter nur ein Gebiss. Die Fähigkeit, Zähne zu regenerieren, wäre ein großer Fortschritt für die Zahnmedizin.
Im Gegensatz zu Implantaten und Füllungen, die festsitzen und sich im Laufe der Zeit nicht anpassen können, könnte sich ein im Labor gezüchteter Zahn aus patienteneigenen Zellen nahtlos in den Kiefer integrieren und sich wie ein natürlicher Zahn selbst reparieren.
Weltweit führende Forschung auf diesem Gebiet findet am King's College London statt, wo sich Wissenschaftler seit mehr als einem Jahrzehnt mit laborgezüchteten Zähnen beschäftigen.
Xuechen Zhang von der Fakultät für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde am King's College London sagte: "Füllungen sind nicht die beste Lösung, um Zähne zu reparieren. Mit der Zeit schwächen sie die Zahnstruktur, haben eine begrenzte Lebensdauer und können zu weiterem Verfall oder Empfindlichkeit führen. Implantate erfordern einen invasiven Eingriff und eine gute Kombination von Implantaten und Alveolarknochen. Beide Lösungen sind künstlich und stellen die natürliche Zahnfunktion nicht vollständig wieder her, was zu langfristigen Komplikationen führen kann. Im Labor gezüchtete Zähne würden sich auf natürliche Weise regenerieren und sich wie echte Zähne in den Kiefer integrieren. Sie wären stärker, länger haltbar und frei von Abstoßungsrisiken und damit eine dauerhaftere und biologisch verträglichere Lösung als Füllungen oder Implantate.
In der jüngsten Studie machte das King's-Team in Zusammenarbeit mit dem Imperial College London eine wichtige Entdeckung über die Umgebung, die für das Wachstum von Zähnen im Labor erforderlich ist. Sie haben nun erfolgreich eine besondere Art von Material eingeführt, das es den Zellen ermöglicht, miteinander zu kommunizieren. Das bedeutet, dass eine Zelle einer anderen "sagen" kann, dass sie mit der Differenzierung zu einer Zahnzelle beginnen soll. Dies ahmt die Umgebung wachsender Zähne nach und ermöglicht es den Wissenschaftlern, den Prozess der Zahnentwicklung im Labor nachzuvollziehen.
Xuechen sagte: "Wir haben dieses Material in Zusammenarbeit mit dem Imperial College entwickelt, um die Umgebung der Zellen im Körper, die so genannte Matrix, nachzubilden. Das bedeutete, dass die kultivierten Zellen, wenn wir sie einführten, in der Lage waren, sich gegenseitig Signale zu senden, um den Zahnbildungsprozess zu starten.
"Frühere Versuche waren gescheitert, da alle Signale in einem Zug gesendet wurden. Dieses neue Material gibt die Signale langsam ab und bildet damit die Vorgänge im Körper nach.
Nachdem es den Wissenschaftlern gelungen ist, die für das Wachstum von Zähnen erforderliche Umgebung zu schaffen, stehen sie nun vor der Herausforderung, diese vom Labor in den Mund eines Patienten zu bringen.
Xuechen fügte hinzu: "Wir haben verschiedene Ideen, um die Zähne in den Mund zu bringen. Wir könnten die jungen Zahnzellen an die Stelle des fehlenden Zahns verpflanzen und sie im Mund wachsen lassen. Alternativ könnten wir den ganzen Zahn im Labor herstellen, bevor wir ihn in den Mund des Patienten einsetzen. Für beide Optionen müssen wir den sehr frühen Zahnentwicklungsprozess im Labor beginnen.
Die Forschungsarbeiten sind Teil eines umfassenderen Projekts der regenerativen Medizin, die darauf abzielt, die Biologie zu nutzen, um beschädigte Körperteile zu reparieren oder zu ersetzen. Anstatt sich auf künstliche Materialien wie Metallimplantate oder Prothesen zu verlassen, arbeiten die Forscher daran, mit Hilfe von Stammzellen und biotechnisch hergestellten Umgebungen natürlichen Ersatz zu züchten.
Die Erstautorin der Studie, Dr. Ana Angelova Volponi vom King's College London, sagte dazu: "Die Integration solcher innovativer Techniken hat das Potenzial, die zahnmedizinische Versorgung zu revolutionieren und nachhaltige und wirksame Lösungen für die Reparatur und Regeneration von Zähnen zu bieten.
"Die an der Fakultät für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde des King's College London durchgeführten Arbeiten sind ein Beispiel für die Spitzenforschung, die diesen Wandel vorantreibt, und unterstreichen das Engagement unserer Fakultät, die Mundgesundheit durch wissenschaftliche Entdeckungen zu fördern.
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