Verbesserung von Zahnimplantaten

Die Bioforschung ist in vielen Bereichen bereits weit vorgedrungen, auch von der Natur schaut sich die Forschung ab, welche Materialien sich als Biomaterial nutzen lassen könnten. Beim Zahnersatz und in der Zehenreparatur beispielsweise gehen die Forscher ständig neue Wege. So wird momentan ein kleines, eigentlich ganz unscheinbares Tier erforscht, welches mit seinen Zähnen sogar Steine zerbeißen kann.

nature09686-f2.2

a, High-Angle ringförmigen Dunkelfeld-STEM Bild chiton Zahn Magnetit zeigt dunkle (low-Z) faserige Strukturen mit einer Länge> 1 um und einen Durchmesser von ~ 5-10 nm in der nanokristallinen Magnetit eingebettet (für low angle ringförmigen dunkel Feld STE …

Die Käferschnecke, mit lateinischem Namen: Chaetopleura apiculata, welche auf dem Grund der Ozeane lebt, gibt neue Einblicke in ein Material für langlebige Implantate. Denn die Schnecke hat, ähnlich dem Gebiss des Hais, mehrere Reihen von Zähnen, die sie im Laufe der Zeit nach vorne geschoben werden, auf ihrer Zunge. Einzigartig an der Konstruktion ihres Zahnschmelzes ist dabei die Elastizität, denn das Biomaterial bildet keine Risse und ist somit zu anderen, heute bereits eingesetzten Materialien, nicht spröde.

Die Forscher versuchen nun die Schneckenzähne und ihre Zusammensetzung auf Nanoebene zu begreifen, damit sie den Verbund von Mineralien und Eiweißen nachbilden können. Dies geschieht via Atomsonden-Tomografie, welche eigentlich für die Halbleitertechnik oder Metallurgie gedacht ist, scheinbar funktioniert sie ebenso mit den Schneckenzähnen und deren Struktur. Auch wenn die genaue Zusammensetzung den Forschern bekannt wird, ist die Nachbildung jedoch schwierig, da momentan noch zu wenig Möglichkeiten bestehen, Material auf Nanoebene zusammenzufügen.

nature09686-f1.2

a, Auflicht optische Aufnahme der Spitze eines C. apiculata radula, mit vier Reihen von vollständig mineralisierten Zähne (Pfeil). Maßstab bar, 200 um. b, REM-Bild von polierten Querschnitt eines Zahnes mit der ungefähren Stelle, wo Proben für APT und TEM extrahiert (Pfeil) wurden. Maßstab bar, 50 um. c, Rasterelektronenmikroskopie-Energie-Röntgen-Spektroskopie (SEM-EDS) elementarem Karten Querschnitt (b) zeigt ein Ca / P / O-reichen Kern (Apatit) und Fe / O-reichen Kappe (Magnetit). Maßstab bar, 20 um.

Damit sind sie der Natur noch unterlegen, jedoch ist ein Erfolg trotzdem nicht auszuschließen, sobald eine Methode entwickelt wird, die ausreichend kleine Teile zusammenfügen kann, an solchen Verfahren wird in der Struktur und Evolutionsbionik geforscht. Sollte es den Forschern gelingen den harten Zahnschmelz der Schnecke nachzubilden, wäre dieses Biomaterial sicherlich ein guter Stoff, um bisherige Probleme mit Brücken, Implantaten und anderen Zahnreparaturen langfristig zu lösen.

Neue Hornhaut durch Bioforschung

fk10_fo1_g_Kuenstliche-Hornhaut-schenkt-Augenlicht

Besonders in der Forschung am Auge und der Hornhaut ist die Erkenntnis im Punkt Biomaterial weit fortgeschritten. So gibt es nicht nur zahlreiche Versuche zu Biomaterialien, die zu einer kurzzeitigen Verbesserung der Sehschärfe beitragen, wie Kontaktlinsen, sondern es wird versucht, ganze Hornhäute aus Biomaterial herzustellen. Synthetische Implantate, die eine Hornhaut komplett ersetzen können, nach einer Ablösung, einer Verletzung oder Infektion sind das erklärte Ziel. Forschern in Schweden ist kürzlich ein Durchbruch gelungen. Synthetisches Kollagengewebe soll in Verbindung mit Bio-Klebstoff in Zukunft die menschliche Hornhaut teilweise oder gar vollständig ersetzten können und das Licht genauso gut brechen wie die menschliche Hornhaut, die heutzutage meistens als Implantat genutzt wird.

Die künstliche Hornhaut hat demgegenüber jedoch einige Vorteile, nicht nur, dass die Betroffenen nicht ewig auf eine Spende warten müssen, sondern auch das Infektionsrisiko mit Krankheiten vom Spender, würde entfallen. Außerdem ist die künstliche Hornhaut auch in Sachen der Immunsystemunterdrückung vorzuziehen, das heißt, sogenannte Immunsuppressiva müssen nicht vom Empfänger der synthetischen Hornhäute eingenommen werden, weil der Körper keine Abwehr gegen die Implantate auffährt. Die Forschungsergebnisse sind positiv. Bei den Testpersonen wurde die synthetische Hornhaut vom Körper häufig integriert. Lediglich bei manchen erreichte die Sehschärfe nicht das Maximum und konnte jedoch durch Kontaktlinsen ergänzt werden.

Social Widgets powered by AB-WebLog.com.