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.

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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.

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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.

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