Onderzoekers van de Queen Mary University of London hebben een nieuwe manier ontwikkeld om gemineraliseerde materialen te kweken die harde weefsels zoals tandglazuur en bot kunnen regenereren.

Glazuur, gelegen aan de buitenkant van onze tanden, is het hardste weefsel in het lichaam en zorgt ervoor dat onze tanden een groot deel van ons leven kunnen functioneren ondanks bijtkrachten, blootstelling aan zure voedingsmiddelen en dranken en extreme temperaturen. Deze opmerkelijke prestatie is het resultaat van zijn zeer georganiseerde structuur.

Echter, in tegenstelling tot andere weefsels van het lichaam, glazuur kan niet regenereren als het eenmaal verloren is gegaan, wat kan leiden tot pijn en tandverlies. Deze problemen treffen meer dan 50 procent van de wereldbevolking en daarom is het vinden van manieren om glazuur te herstellen al lang een grote behoefte in de tandheelkunde.

De studie, gepubliceerd in Natuurcommunicatie , laat zien dat deze nieuwe benadering materialen kan creëren met opmerkelijke precisie en orde die eruitzien en zich gedragen als tandglazuur.

De materialen kunnen worden gebruikt voor een breed scala aan tandheelkundige complicaties, zoals de preventie en behandeling van tandbederf of tandgevoeligheid, ook wel dentine-overgevoeligheid genoemd.

Dr. Sherif Elsharkawy, een tandarts en eerste auteur van de studie van Queen Mary's School of Engineering and Materials Science, zei:"Dit is opwindend omdat de eenvoud en veelzijdigheid van het mineralisatieplatform mogelijkheden biedt om tandweefsel te behandelen en te regenereren. Bijvoorbeeld, we zouden zuurbestendige zwachtels kunnen ontwikkelen die kunnen infiltreren, mineraliseren, en bescherm blootgestelde dentinetubuli van menselijke tanden voor de behandeling van overgevoeligheid van dentine."

Het ontwikkelde mechanisme is gebaseerd op een specifiek eiwitmateriaal dat in staat is om de groei van apatiet-nanokristallen op meerdere schalen op gang te brengen en te sturen - vergelijkbaar met hoe deze kristallen groeien wanneer tandglazuur zich in ons lichaam ontwikkelt. Deze structurele organisatie is van cruciaal belang voor de uitstekende fysieke eigenschappen van natuurlijk tandglazuur.

Hoofdauteur Professor Alvaro Mata, van de Queen Mary's School of Engineering and Materials Science, zei:"Een belangrijk doel in de materiaalwetenschap is om van de natuur te leren om bruikbare materialen te ontwikkelen op basis van de precieze controle van moleculaire bouwstenen. De belangrijkste ontdekking was de mogelijkheid om ongeordende eiwitten te gebruiken om het proces van mineralisatie bij meerdere schalen.Hierdoor, we hebben een techniek ontwikkeld om gemakkelijk synthetische materialen te kweken die een dergelijke hiërarchisch georganiseerde architectuur over grote gebieden nabootsen en met het vermogen om hun eigenschappen af ​​te stemmen."

Door controle over het mineralisatieproces mogelijk te maken, wordt de mogelijkheid geopend om materialen te creëren met eigenschappen die verschillende harde weefsels nabootsen die verder gaan dan glazuur, zoals bot en dentine. Als zodanig, het werk heeft het potentieel om te worden gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen in de regeneratieve geneeskunde. In aanvulling, de studie geeft ook inzicht in de rol van eiwitstoornis in de menselijke fysiologie en pathologie.