Künstliche Zähne aus embryonalen Stammzellen

14.07.2011

Japanische Wissenschaftler haben erstmals erfolgreich funktionsfähige künstliche Ersatzzähne in Mäusen implantieren können, die in den Kiefer einwuchsen

Kürzlich ist es erstmals gelungen, eine ganze künstliche Luftröhre in einen Menschen einzupflanzen. Dabei wurden Stammzellen des Patienten vor der Implantation auf einem Polymer-Nanokomposit-Gerüst angesät, das sie überwachsen haben. Einen anderen Schritt in der regenerativen Medizin sind nun japanische Wissenschaftler gegangen. Sie haben erstmals biotechnisch künstliche Zähne hergestellt und in Mäuse implantiert.

Die Herstellung und Entwicklung von Zähnen aus Stammzellen wird von den Wissenschaftlern als gutes Beispiel für die Herstellung anderer dreidimensional geformter Ersatzorgane gesehen, die, weil sie aus den eigenen Zellen bestehen auch nicht abgestoßen werden. Auch wenn weniger dramatisch als die Schädigung oder der Verlust anderer Organe, verursache "der Verlust eines Zahns fundamentale Probleme oraler Funktionen, die in einer Harmonie mit den Zähnen, den Kaumuskeln und dem Kiefergelenk unter der Kontrolle des zentralen Nervensystems erlangt werden", schreiben die Wissenschaftler in ihrem Beitrag, der in der Open-Source-Publikation PLoS One erschienen ist.

Schon zuvor haben sie eine Technik entwickelt, um aus embryonalen Stammzellen an der Stelle eines fehlenden Zahns in Mäusen einen neuen in normaler Form wachsen zu lassen, der normale Funktionen hatte und in dem sich Adern und Nerven bildeten. Das habe bereits bewiesen, dass die Implantation eines künstlich aus Stammzellen erzeugten Ersatzzahns in das Zahnfleisch möglich ist. Bislang aber sei das nicht realisiert worden, weswegen sich die japanischen Wissenschaftler nun zuschreiben, einen Durchbruch erzielt zu haben.

Wachstumsstadien des künstlichen Zahns. Bild: PLoS

Tatsächlich würde die Zahnmedizin revolutioniert, wenn man nicht marode Zähne notdürftig reparieren oder herausreißen müsste, um dann tote Implantate in den Kiefer einzubauen, die sich nicht an das umgebende Gewebe anpassen können. Die japanischen Wissenschaftler haben, wie sie sagen, eine Methode entwickelt, einen Zahn mitsamt Wurzel, parodontalem Ligament und Zahnschmelz in 60 Tagen aus embryonalen Stammzellen durch eine Plastikgehäuse in geeigneter Länge und Form wachsen lassen zu können, der in den Kiefer einwächst, in die Tiefe und Breite des Kiefers Knochenwachstum stimuliert, also auch den Kieferknochen wiederherstellt, und physiologische Funktionen restauriert. Probleme gibt es noch mit der Bildung der richtigen Kronenform. Allerdings mussten dafür embryonale Stammzellen aus Mäuseembryonen gewonnen werden, was diese mit ihrem Tod bezahlten. Nach 5-7 Tagen in einer Kultur wurde der Ersatzzahn den vier Wochen alten Mäusen eingesetzt, wo er weiter heranwuchs und durch die Kapsel seine endgültige Form erhielt. In vitro ist dies noch nicht möglich, was auch heißen könnte, dass bei älteren Menschen dieser Zahnersatz nicht funktioniert. Mit derselben Methode können auch mehrere Ersatzzähne hergestellt und eingepflanzt werden.

Bildung von mehreren Ersatzzähnen. Bild: PLoS

Jetzt müssen die Wissenschaftler aber erst noch eine Möglichkeit finden, Zähne nicht aus embryonalen Stammzellen, sondern aus Stammzellen wachsen lassen zu können, die dem Patienten entnommen werden. Die Frage ist allerdings auch, ob die Methode, falls sie überhaupt bei Menschen angewendet werden kann, nicht nur bei Kindern, sondern auch bei Erwachsenen und Alten funktioniert, die einen Zahnersatz am ehesten benötigen.

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