Einem Forscherteam aus London gelang ein bemerkenswerter Schritt in der Entwicklung der im Labor gezüchteten menschlichen Zähne. Eines Tages könnten diese biologischen Zähne die herkömmliche Füllungen und Zahnimplantate ersetzen. Bei der regenerativen Medizin wird versucht die Biologie des Körpers zu nutzen, um beschädigtes Gewebe zu reparieren oder zu ersetzen.
Im Gegensatz zu Füllungen und Implantaten, die künstlich, festsitzend sind und sich im Laufe der Zeit nicht verändern oder anpassen lassen, könnten sich laborgezüchtete Zähne aus eigenen Zellen natürlich in den Kiefer integrieren und wie echte Zähne funktionieren.
Dr. Xuechen Zhang von der Fakultät für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde am King’s College London erklärt: „Füllungen sind nicht die beste Lösung für die Reparatur von Zähnen. 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 Alveolar Knochen. Beide Lösungen sind künstlich und stellen die natürliche Zahnfunktion nicht vollständig wieder her, was zu langfristigen Komplikationen führen kann.“
Um dieses Problem zu lösen, hat das Team ein spezielles Material entwickelt, das die natürliche zelluläre Umgebung der frühen Zahnentwicklung nachahmt. Dank dieses Materials können die kultivierten Zellen über einen gewissen Zeitraum hinweg allmählich miteinander Signale austauschen und so den langsamen Kommunikationsprozess im Körper nachahmen. Frühere Versuche, Zähne im Labor zu züchten, scheiterten teilweise daran, dass die Signale gleichzeitig gesendet wurden, was nicht den tatsächlichen Entwicklungsbedingungen entsprach.
„Wir haben dieses Material in Zusammenarbeit mit dem Imperial College entwickelt, um die Umgebung der Zellen im Körper, die so genannte Matrix, nachzubilden“, erklärt Zhang. „Das bedeutet, dass die kultivierten Zellen, wenn wir sie einführen, in der Lage sind, sich gegenseitig Signale zu senden, um den Zahnbildungsprozess zu starten.“
Das Konzept basiert auf der Nutzung von Stammzellen und biotechnologisch produzierten Umgebungen, um das Wachstum neuer Zahnstrukturen zu lenken. Die Forscher untersuchen nun zwei potenzielle Ansätze für die klinische Anwendung: die Transplantation junger Zahnzellen in den Mund, um sie dort an Ort und Stelle wachsen zu lassen, oder die Züchtung eines vollständigen Zahns im Labor, der später implantiert werden könnte.
Die korrespondierende Autorin der Studie, Dr. Ana Angelova Volponi, hob hervor, dass die Arbeit eine größere Relevanz hat. „Die Implementierung derart innovativer Techniken könnte die zahnmedizinische Versorgung revolutionieren und nachhaltige wie auch wirksame Lösungen zur Reparatur und Regeneration von Zähnen bieten. Die am King’s College London an der Fakultät für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde geleistete Arbeit stellt ein Beispiel für die hochkarätige Forschung dar, die diesen Wandel vorantreibt. Sie hebt das Engagement unserer Fakultät hervor, die Mundgesundheit durch wissenschaftliche Entdeckungen zu fördern.
Obwohl sich die Studie noch in der Forschungsphase befindet, bietet sie eine neue Richtung in der Zahnbehandlung, die über künstliche Lösungen hinausgeht und zu biologisch verträglichen Alternativen führen könnte. Die Resultate erschienen in ACS Macro Letters, einer Fachzeitschrift, die sich mit Materialwissenschaften und Molekulartechnik befasst.
Klinische Anwendungen liegen noch in der Zukunft, aber diese Entwicklung ist ein bedeutender Schritt auf dem Weg, dass laborgezüchtete Zähne zu einer praktischen Lösung für Zahnreparaturen werden – vor allem für Patienten, die Alternativen zu herkömmlichen Methoden suchen.
Quelle: King’s College London
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