Chinesische Forscher haben ein Gel entwickelt, das im Prinzip die Bildung von neuem Zahnschmelz ermöglicht. Die entstehenden Hydroxylapatit-Kristalle binden fest am bestehenden Zahnschmelz und setzen dessen Struktur fort, sodass laut der Studie in Science Advances (DOI: 10.1126/sciadv.aaw9569) kein Unterschied zum natürlichen Zahnschmelz erkennbar war, berichtet das Ärzteblatt am 2. September 2019.
Zahnschmelz ist das härteste Material im menschlichen Körper. Er besteht zu 96 Prozent aus Hydroxylapatit-Kristallen, die fischschuppenartig angeordnet sind, was dem Schmelz und damit den Zähnen ihre enorme Beißfähigkeit verleiht. Allerdings hat der Zahnschmelz den Säuren, die bestimmte Mikroorganismen unter den Zahnbelägen bilden, wenig entgegenzusetzen. Bei unzureichender Mundhygiene und einer zuckerreichen Kost bilden sich innerhalb weniger Jahre Defekte im Zahnschmelz, die derzeit nur repariert werden können.
Natürliche Kristallstruktur wird fortgesetzt
Alle bisherigen Materialien von Amalgam bis zu den modernen Keramiken erreichen nicht annähernd die Härtegrade des natürlichen Zahnschmelzes, und was noch schlimmer ist, sie verbinden sich nicht fest mit dem natürlichen Zahnschmelz. Nach einigen Jahren kommt es zur Lockerung, die einen Ersatz der Füllungen notwendig machen.
Ein Team um Ruikang Tang von der Zhejiang Universität in China hat jetzt ein Gel entwickelt, das die derzeitigen Ersatzmaterialien an Härte übertrifft und sich nahtlos an den verbliebenen Zahnschmelz anfügt. Das Gel besteht wie der natürliche Zahnschmelz aus Kalzium und Phosphat. Nach dem Auftragen bilden sich Hydroxylapatit-Kristalle, die sich mit den Hydroxylapatit-Kristallen auf der Zahnoberfläche verbinden und dessen Struktur fortsetzen. Es kommt zu einem Phänomen, das in der Geologie als epitaxiales Wachstum bezeichnet wird und im Ergebnis zur Vergrößerung eines Kristalls führt.
Die Aufnahmen mit dem Rasterelektronenmikroskop zeigen, dass die einzelnen Stangen („rods“) und Zwischenstangen („interrods“), aus denen die einzelnen Fischschuppen des Zahnschmelzes bestehen, durch das Gel verlängert werden. Der neu entstandene Zahnschmelz hatte auch die gleichen Härtegrade und Reibungseigenschaften wie der natürliche Schmelz.
Noch nicht praktikabel
Eine wichtige Einschränkung ist die geringe Schichtdicke von etwa 3 Mikrometern. Um den Zahnschmelz eines Zahns wieder aufzubauen, müsste die Behandlung etwa 400-fach wiederholt werden, was unrealistisch ist. Auch die chemische Unbedenklichkeit des Gels müsste noch untersucht werden. Es enthält neben den Mineralien Kalzium und Phosphat das Lösungsmittel Triethylamin. Dieses verdampft bei der Aushärtung der Hydroxylapatit-Kristalle und könnte beim Einatmen die Schleimhaut der Atemwege reizen.
Laut Tang liegt die Konzentration von Triethylamin jedoch unter den derzeitigen Grenzwerten. Die Forscher testen das Gel derzeit im Tierversuch. Sollte es sich als unbedenklich erweisen, könnten schon bald erste klinische Studien beginnen.
