Neue Proteinmatrix soll Zahnschmelz und Dentin regenerieren

Wissenschaftler der Fakultät für Pharmazie und des Instituts für Chemie- und Umwelttechnik der Universität Nottingham haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam ein Material entwickelt, das das Potenzial besitzt, demineralisierten oder erodierten Zahnschmelz zu regenerieren. Dabei handelt es sich um eine „supramolekulare Proteinmatrix“, die die Forscher als „elastin-like recombinamers“ (ELRs) qualifizieren. Mithilfe dieses Materials wurde ein Gel entwickelt, das den menschlichen Zahnschmelz reparieren und regenerieren können soll.

Das neue, proteinbasierte Gel lässt sich schnell und einfach auf die Zähne auftragen, ähnlich wie herkömmliche Fluoridbehandlungen. Das Gel ahmt wichtige Eigenschaften der natürlichen Proteine ​​nach, die das Wachstum des Zahnschmelzes im Säuglingsalter steuern.

Nach dem Auftragen bildet das Gel eine dünne, aber robuste Schicht, die den Zahn durchdringt und Löcher und Risse füllt. Anschließend dient es als Gerüst, das Kalzium- und Phosphationen aus dem Speichel aufnimmt und das kontrollierte Wachstum neuer Mineralien durch epitaktische Mineralisierung fördert. Dadurch können sich die neuen Mineralien organisieren und in das darunterliegende Gewebe integrieren (epitaktisch), wodurch die Struktur und die Eigenschaften des natürlichen, gesunden Zahnschmelzes wiederhergestellt werden.

Das neue Material kann auch auf freiliegendes Dentin aufgetragen werden und bildet eine schmelzähnliche Schicht auf dem Dentin, die ebenfalls eine Schutzwirkung entfalten soll.

Die Forscher prüften das Gel auf seine Widerstandsfähigkeit gegen mechanische und chemische Belastungen in der Mundhöhle. Bei Zahnputztests, die etwa ein Jahr Zähneputzen simulieren sollten, war kein sichtbarer Verlust an der Mikrostruktur des remineralisierten Zahnschmelzes zu verzeichnen. Der neue Zahnschmelz zeigte ein ähnliches Verhalten wie das natürliche Pendant.

Auch die Tests von Säureangriffen und Zahnabrieb beim Kauen zeigten vergleichbare Ergebnisse. Insgesamt – so folgern die Studienautoren – zeigten die Tests, dass die ELR-Matrix in der Lage sei, eine remineralisierte Schicht zu bilden, die eine ähnliche oder höhere Beständigkeit gegen Abrieb, Bruch und Säureerosion aufweist wie der natürliche Zahnschmelz.

Die Studienautoren sind optimistisch über das regenerative Potenzial ihrer neuen ELR-Matrix: „Diese Ergebnisse legen nahe, dass unsere Technologie potenziell eine Komplettlösung für die Regeneration des Zahnschmelzes unabhängig vom Grad der Zahnerosion bieten könnte. Unseres Wissens nach wurde die Fähigkeit, Schmelz aus verschiedenen anatomischen Bereichen des Zahns zu regenerieren – von aprismatischem Schmelz über prismatischen Schmelz bis hin zu freiliegendem Dentin – bisher noch nicht erreicht.“