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Miniatur-Dentalgerät ahmt die Dentin-Pulpe-Schnittstelle nach

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PORTLAND, ERZ, USA: Zum ersten Mal haben Forscher ein Organ-on-a-Chip-System für die zahnärztliche Forschung entwickelt.

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Das System soll den Wissenschaftlern helfen, die Funktionsweise lebender Zahnmarkzellen in der Mundhöhle besser zu verstehen, und könnte zur Vertiefung der Kenntnisse über die Zahnbildung und die pulpale Reaktion auf verschiedene Verletzungen und Behandlungen genutzt werden. Darüber hinaus könnte das neuartige Gerät Zahnärzten helfen, Zahnfüllungsmaterialien zu identifizieren, die auf der Grundlage der Zähne und des oralen Mikrobioms des jeweiligen Patienten effizienter und haltbarer sind.

Das Miniatur-Zahnsystem besteht aus einer dünnen Scheibe eines menschlichen Backenzahns, die zwischen durchsichtige Gummischlitten gelegt wird, die mit winzigen Kanälen geätzt sind, durch die Flüssigkeiten fließen. Das Gerät ahmt einen echten Zahn mit einer Kavität nach und ermöglicht es Flüssigkeiten und Bakterien, sich zwischen der Kavitätenöffnung und dem Innenzahn zu bewegen. Die Wissenschaftler beobachteten die Interaktion der Zellen mit den Dentalmaterialien und Bakterien unter dem Mikroskop.

"Die heutigen Hohlraumfüllungen funktionieren nicht so gut, wie sie sollten. Sie dauern durchschnittlich fünf, sieben Jahre, und dann brechen sie ab", sagte der leitende Autor Dr. Luiz E. Bertassoni, außerordentlicher Professor für restaurative Zahnmedizin an der Oregon Health and Science University School of Dentistry. "Sie funktionieren nicht, weil wir nicht in der Lage waren, herauszufinden, was an der Schnittstelle zwischen Zahn und Füllung passiert

"Dieses Gerät kann dazu beitragen, dass wir das Problem angehen, indem es uns in Echtzeit eine Nahaufnahme des Geschehens dort ermöglicht. Jahre später könnten Zahnärzte einen Zahn aus einem Patienten ziehen, ihn in dieses Gerät laden, beobachten, wie ein Zahnfüllungsmaterial mit dem Zahn interagiert, und ein Material auswählen, das für den jeweiligen Patienten am besten geeignet ist", so Bertassoni weiter.

"Es öffnet ein neues Fenster in die Komplexität der zahnärztlichen Versorgung, das die Art und Weise, wie wir Zahnmedizin betreiben, ganz erheblich verändern könnte", schloss er.

Die Studie mit dem Titel "Der Zahn auf dem Chip": Ein mikrophysiologisches Modellsystem, das die biologische Schnittstelle des Zahnes mit Biomaterialien nachahmt", wurde am 19. Dezember 2019 online im Lab on a Chip veröffentlicht.