Medieninformation der TU Berlin Nr. 133 vom 23. Juli 2019 Nachwachsende Zähne Wissenschaftler*innen der TU Berlin arbeiten an Zähnen aus körpereigenem Material Haie können es, Krokodile können es, Nagetiere können es und Menschen – theoretisch – auch. Die Rede ist von nachwachsenden Zähnen. Ein Hai muss sich keine Sorgen um mögliche Zahnlücken machen. Fällt ihm ein Zahn aus, wachsen nahezu beliebig oft Zähne nach. Und wie sieht es beim Menschen aus? Fallen die bleibenden Zähne aus, hilft nur noch ein Implantat oder die sogenannten "Dritten", um auch künftig herzhaft zubeißen zu können. "Zwar gibt es vereinzelt Berichte darüber, dass auch Menschen zum dritten Mal Zähne oder auch ganze Zahnsätze nachwachsen, aber warum das bei manchen Menschen passiert und bei anderen nicht, ist noch weitgehend unbekannt", beschreibt Dr. Roland Lauster, Professor für medizinische Biotechnologie an der TU Berlin das Forschungsprojekt. Nachwachsende Zähne aus körpereigenem Material: Dents.de. "Grundsätzlich geht die Wissenschaft davon aus, dass auch der menschliche Kiefer lebenslang über die Informationen verfügt, die für das Wachstum neuer Zähne notwendig sind", so Dr. Jennifer Rosowski, wissenschaftliche Mitarbeiterin bei Roland Lauster, die dem Thema der nachwachsenden Zähne ihre Doktorarbeit gewidmet hat.
Mooney's Technik löse zwar auf eindrucksvolle Weise ein häufiges Problem: Wenn nämlich bei Kariesbehandlungen ein so tiefes Loch gebohrt werden muss, dass Zahnbein oder sogar das durchblutete Mark verletzt wird. Dann könnte die Laserbehandlung dazu beitragen, dass Zahnbein nachgebildet wird, der Zahn nicht abstirbt und erhalten bleibt. "Ganze Zähne wachsen auf diese Weise aber nicht nach", sagt Mao, der anders als der Gewebezuchtexperte Mooney gelernter Zahnmediziner ist. Nachwachsende zähne beim menschen. Maos Arbeitsgruppe jedoch versucht tatsächlich, ganze Zähne im Kiefer nachzuzüchten. Dazu verwendet der Forscher ein poröses Gerüste aus einem biologisch abbaubaren Polymer, das so geformt wird wie der natürliche Zahn des Patienten und in dessen Kiefer eingesetzt wird. Anders als ein Implantat ist dieses Gerüst aber durchlässig für Zellen und ist durchsetzt mit stimulierenden Substanzen. Diese wachstumsfördernden Stoffe locken diejenigen Zellen aus dem umliegenden Gewebe des Patienten an, die einen Zahn nachbilden können.
"Außerdem müssen wir lernen, wie wir diese Zellen so lenken, dass sie einen Zahn mit den richtigen anatomischen Strukturen bilden. " Damit tatsächlich ein Zahn und kein anderes Organ wächst, sind nicht nur chemische Moleküle, sondern auch ganz simple Mechanik nötig. So ist das Zusammenballen von Zellen auf engstem Raum wichtig, um die Zahnentwicklung zu beginnen. "Diese mechanische Anregung ist für die Zahnregeneration wichtiger als Wachstumsfaktoren", sagt Don Ingber vom Wyss-Institut für biologisch inspirierte Ingenieurstechnik der Harvard Universität in Cambridge. Sein Forschungsteam hat ein Gel entwickelt, mit dessen Hilfe das Zusammenpressen der Zellen imitiert wird. "Zähne wachsen in 9 Wochen nach" - der Faktencheck. Dazu werden die Zahnstammzellen zunächst im Gel verteilt. Sobald es dann in den Körper transplantiert und der normalen Körpertemperatur ausgesetzt wird, schrumpft es zusammen. Dadurch werden die Zellen in unmittelbare Nachbarschaft gebracht – und zur Zahnbildung angeregt: "Sie fangen an, zahnartiges Knochenmaterial zu bilden", sagt Ingber.
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Mao glaubt, dass Zellen aus dem eigenen Körper unter der Kontrolle von Wachstumsfaktoren stehen. Sie zu verwenden sei weniger riskant als fremde Zellen aus dem Labor zu transplantieren. Ob es sinnvoll ist, überhaupt irgendein Risiko einzugehen, ist fraglich. Schließlich geht es nur um ein schönes Lächeln, nicht das Leben. "Die heute eingesetzten Implantate aus Metall sind sehr erfolgreich – und halten sogar Cola und anderen Süßigkeiten stand", sagt Mao. Doch ideal seien sie nicht, da sie auch zu Entzündungen und Knochenverlust führen können. Das Rätsel der nachwachsenden Zähne. Außerdem wachsen und verändern sich Kunst-Zähne nicht gemeinsam mit dem umgebenen Kieferknochen, wie es natürliche Zähne tun. Während Forscher wie Mao Zähne bislang nur mit Hilfe künstlicher Gerüste wachsen lassen können, werden in Zukunft wohl die im Kiefer schlummernden Fähigkeiten des Menschen reaktiviert werden, um dritte Zähne sprießen zu lassen – ob nun per Laser oder Spritze. "Ich glaube wirklich, dass das möglich sein wird", sagt Mao. Wann das sein wird?
Nagetieren wachsen die Schneidezähne stetig nach. Haifisch-Kiefer schieben ununterbrochen neue Zahnreihen nach vorne. Und die Backenzähne von Elefanten werden bis zu sieben Mal erneuert. Doch beim Menschen wächst nach den zweiten Zähnen nichts mehr – außer den Zahnarztrechnungen für Brücken, Implantate oder das Gebiss. Nachwachsende zähne mensch los. Nur in seltenen Fällen sprießt tatsächlich irgendwo noch ein spätes, drittes Beißerchen hervor. Zum kraftvollen Zubeißen reichen diese meist winzigen Zähne zwar nicht, doch sie zeigen, dass im Kiefer Stammzellen für Zahnnachwuchs schlummern. Forscher wollen sie nun aus dem Tiefschlaf wecken. Laserlicht weckt schlafende Stammzellen Ein Schritt in diese Richtung ist nun David Mooney von der Harvard University in Cambridge, USA, gelungen. Mit Hilfe von Laserlichtpulsen geringer Energie gelang es seinem Team, menschliche Zahnstammzellen zur Produktion von Zahnbein anzuregen, dem knochigen Gewebe unter dem Zahnschmelz, das auch Dentin genannt wird. Laut der Veröffentlichung im Fachmagazin "Science Translational Medicine" entstehen durch das Laserlicht im Zahnbein besonders reaktionsfreudige Sauerstoffmoleküle.
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