CAMBRIDGE, USA – Moderner Zahnersatz steht vor der Herausforderung, immer neue Materialien zu finden, deren Eigenschaften dem natürlichen Zahn in Haltbarkeit, Belastbarkeit und Abstoßungsverhalten möglichst nahe kommen. Die künstliche Züchtung naturidentischer Zähne nimmt dabei einen bedeutenden Teil der aktuellen Forschung ein. Neue Erkenntnisse der Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) in Zusammenarbeit mit dem Bostoner Kinderkrankenhaus könnten dieses Ziel in greifbare Nähe rücken.
Die Differenzierung von embryonischem Gewebe erfordert ein Zusammenspiel verschiedener Faktoren. Dazu gehören die Freisetzung von Wachstumsfaktoren und anderen Signalmolekülen, die unter Anderem zur gewebespezifischen Veränderung der Genexpression der Zelle führen. Diese molekularen Veränderungen können auch durch mechanische Einflüsse induziert oder gesteuert werden, wie zuvor am Bostoner Kinderkrankenhaus und der Harvard Medical School gezeigt wurde.
Die Erkenntnisse wurden nun genutzt, indem Mesenchymzellen in ein schwammartiges, temperatursensibles Hydrogel eingebracht wurden. Das Gel, eine modifizierte Form von Poly(N-isopropylacrylamid) (PNIPAAm), durchläuft bei der Erwärmung auf Körpertemperatur enorme strukturelle Veränderungen, indem es sich zusammenzieht und die in den Poren befindlichen Zellen dicht aneinander presst. Dieser Zustand schließlich veranlasst die weiterhin lebenden Mesenchymzellen, Mineralien abzulagern, wie es auch bei der natürlichen Zahnbildung geschieht.
Die embryonale Zahnbildung erfolgt im Gegensatz zu den Experimenten der US-Forscher nicht allein durch Mesenchymzellen, sondern erfordert ein Zusammenspiel mit Epithelzellen. Um vollständig funktionale Zähne entstehen zu lassen, wollen die Wissenschaftler weiterführend untersuchen, ob beide Gewebearten durch das schrumpfende Gel stimuliert werden können.
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