Ultraschall kann beim Nachwachsen der Zähne helfen
Ein Forscherteam der University of Alberta hat bereits 2006 eine Technologie zum Nachwachsen von Zähnen entwickelt – das erste Mal, dass es Wissenschaftlern gelungen ist, menschliches Zahngewebe wiederherzustellen.
Kieferwachstum und die Heilung des Zahngewebes
Mithilfe von gepulstem Ultraschall niedriger Intensität (LIPUS) haben Dr. Tarak El-Bialy von der Fakultät für Medizin und Zahnmedizin und Dr. Jie Chen und Dr. Ying Tsui von der Fakultät für Ingenieurwissenschaften ein miniaturisiertes System auf einem Chip entwickelt, das eine nicht-invasive und neuartige Möglichkeit bietet, das Kieferwachstum und die Heilung des Zahngewebes zu stimulieren.
„Es ist sehr aufregend, denn wir haben die Ergebnisse gezeigt und haben tatsächlich etwas, das man anfassen und fühlen kann und das sich auf die Gesundheit der Menschen in Kanada und auf der ganzen Welt auswirken wird.“,
Dr. Jie Chen, Fakultät für Elektro- und Computertechnik und Nationales Institut für Nanotechnologie
Fertigstellung des System-on-a-Chip
Das kabellose Design des Ultraschallwandlers bedeutet, dass das winzige Gerät bequem in den Mund des Patienten passt, obwohl es in biokompatible Materialien verpackt ist. Das Gerät lässt sich leicht an einer kieferorthopädischen Klammer oder einer Zahnspange oder sogar an einer abnehmbaren Kunststoffkrone befestigen. Das Team hat außerdem einen Energiesensor entwickelt, der sicherstellt, dass die LIPUS-Energie den Zielbereich der Zahnwurzeln im Knochen erreicht. TEC Edmonton, der exklusive Technologietransferdienstleister der Universität von Arizona, hat vor Kurzem das erste Patent in den USA angemeldet. Derzeit arbeitet das Forschungsteam an der Fertigstellung des System-on-a-Chip und hofft, das miniaturisierte Gerät bis zum nächsten Jahr fertigstellen zu können.
„Wenn die Wurzel gebrochen ist, kann sie jetzt repariert werden. Und weil wir die Zahnwurzel nachwachsen lassen können, könnte ein Patient seinen eigenen Zahn haben und keine Fremdkörper im Mund.“
Dr. Tarak El-Bialy, Fakultät für Medizin und Zahnmedizin
Für Patienten mit Zahnwurzelresorption
Das Gerät ist für Patienten gedacht, die an Zahnwurzelresorption (Wurzelabbau) leiden, einer häufigen Folge mechanischer oder chemischer Verletzungen des Zahngewebes, die durch Krankheiten und Störungen des Hormonhaushalts verursacht werden. Mechanische Verletzungen durch das Tragen kieferorthopädischer Zahnspangen führen zu fortschreitender Wurzelresorption und verkürzen die Tragedauer der Zahnspange. Dieses neue Gerät wirkt dem zerstörerischen Prozess entgegen und ermöglicht gleichzeitig das weitere Tragen der Zahnspange. Da in Nordamerika derzeit etwa fünf Millionen Menschen eine kieferorthopädische Zahnspange tragen, würde der Markt für das Gerät 1,4 Millionen Benutzer umfassen.
Stipendium des Programms „Von der Idee zur Innovation“
Wie es sich für eine wahre Geschichte interdisziplinärer Arbeit gehört hat, lernte El-Bialy Chen bei der Einführungsveranstaltung für neue Mitarbeiter der Universität von Arizona kennen. Nachdem er von Chens Fachwissen im Bereich des Designs nanoskaliger Schaltkreise und der Nanobiotechnologie gehört hatte, erläuterte El-Bialy ihm seine eigene Forschung und fragte, ob Chen dabei helfen könne, ein winziges Ultraschallgerät herzustellen, das in den Mund eines Patienten passt. Die beiden arbeiteten zusammen und erhielten schließlich zusammen mit Tsui ein Stipendium des Programms „Von der Idee zur Innovation“ des Natural Sciences and Engineering Research Council, um ihren Prototypen weiterzuentwickeln.
Tests an einem Kaninchen
El-Bialy entdeckte erstmals, dass neues Zahngewebe gebildet wurde, nachdem er Ultraschall an Kaninchen angewendet hatte. In einer Studie, die im American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics veröffentlicht wurde, verwendete El-Bialy Ultraschall an einem Schneidezahn eines Kaninchens und ließ den anderen Schneidezahn unverändert. Nachdem er die überraschend positiven Ergebnisse gesehen hatte, wandte er sich an Menschen und fand ähnliche Ergebnisse. Er hat auch gezeigt, dass LIPUS das Kieferwachstum in Fällen von Hemifazialer Mikrosomie verbessern kann, einem angeborenen Syndrom, bei dem eine Seite des Kiefers oder Gesichts des Kindes im Vergleich zur anderen normalen Seite unterentwickelt ist. Diese Patienten müssen sich normalerweise vielen Operationen unterziehen, um ihr Gesichtsaussehen zu verbessern. Diese Arbeit an menschlichen Patienten wurde im September 2005 auf der World Federation of Orthodontics in Paris vorgestellt.
„Nachdem wir bewiesen hatten, dass es funktioniert, haben wir uns die Entwicklung eines kleineren Ultraschallgeräts angesehen, mit dem wir den Patienten je nach Bedarf herausnehmen können. Vorher musste ein Patient ein Jahr lang täglich 20 Minuten lang das Ultraschallgerät ertragen, und das ist eine große Herausforderung.“
Dr. Tarak El-Bialy, Fakultät für Medizin und Zahnmedizin
Die Forscher arbeiten derzeit daran, ihren Prototyp in ein marktreifes Modell umzuwandeln und erwarten, dass das Gerät innerhalb der nächsten zwei Jahre der Öffentlichkeit zugänglich sein wird.
Quelle: https://www.ualberta.ca/
Leider konnte ich nichts über das marktreife Modell finden. Falls du mehr weißt, schreibe es in die Kommentare. Danke.
