Laut der Weltgesundheitsorganisation ist schlechte Mundgesundheit mit „schlechten Lebensbedingungen, geringer Bildung und fehlenden Traditionen“ verbunden. Ungefähr 26 Prozent der Erwachsenen leiden an unbehandelter Karies. Sie ist besonders häufig bei Menschen mit niedrigem Einkommen und damit verbunden eine ganze Reihe von gesundheitlichen Problemen, einschließlich Herzerkrankungen, Schlaganfall, Diabetes, Lungenentzündung, schlechte Schwangerschaftsergebnisse und Demenz.
Jetzt haben Forscher der Universität Groningen in den Niederlanden einen Weg gefunden, um Zähne und andere Zahnimplantate aus antimikrobiellen Polymeren in 3D zu drucken. Die neuen Zähne würden das Bakterium Streptococcus mutans abtöten , das sich im Mund ansammelt und Karies verursacht.
Der 3D-Druck hat bereits Einzug in die Zahnheilkunde gehalten Ersatzzähne und Veneers. Der Chemieprofessor Andreas Hermann, der die Gruppe für Polymerchemie und Bioingenieurwesen in Groningen leitet, und Yijin Ren, Leiter der kieferorthopädischen Abteilung der Universität, waren sich einig, dass sie noch einen Schritt weiter gehen könnten.
„Wir haben beide begründet, dass es in Zeiten der Digitalisierung der Zahnmedizin für Patienten von Vorteil ist, wenn wir allen 3D-gedruckten Dentalmaterialien eine bakterientötende Eigenschaft hinzufügen können“, sagt Hermann.
Hermann und sein Team kombinierten antibakterielle Ammoniumsalze mit Standard-Dentalharzen. „Die antimikrobiellen Harze enthalten Gruppen, die positiv geladen sind und mit der äußeren Oberfläche von Bakterien interagieren“, sagt Hermann. „Wir haben die Materialien so konzipiert, dass sobald sich Bakterien auf dem Material ansiedeln, die positiv geladenen Gruppen Löcher in die Mikroben bohren und die Bakterien dann absterben.“
Anschließend druckten sie die Zähne mit einem Formlabs Form 1 3D-Drucker und einem als Stereolithographie bezeichneten Prozess, bei dem das flüssige Polymer Schicht für Schicht in eine Form eingebracht und anschließend mit einem Laser gehärtet wurde. Damit es funktioniert, musste die Viskosität des antimikrobiellen Kunststoffs mit der herkömmlichen identisch sein.
Die Forscher druckten Zähne mit und ohne antimikrobielle Eigenschaften, um ihr Material zu testen. Anschließend setzen sie Bakterien auf die Proben, die Karies verursachen. Mehr als 99 Prozent der Bakterien starben an den behandelten Zähnen, während nur etwa 1 Prozent an den unbehandelten abgetötet wurden.
Nicholas Staropoli, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter des American Council on Science and Health, sagte in einem Review der Studie, dass die Zähne orale Infektionen wie Endokarditis verhindern und Zahnimplantate erhalten könnten, die häufig durch Bakterien zerstört werden Er hat einige Bedenken, wie sich die Zähne auf das Mikrobiom des Mundes auswirken würden. Könnten sie Bakterien auslöschen, die eine Person vor schädlicheren Krankheitserregern schützen?
Die Zahnimplantate könnten enorme Auswirkungen haben, insbesondere für Menschen in ressourcenarmen Gebieten, die keinen regelmäßigen Zugang zu Ärzten und Zahnärzten haben. Laut Hermann wären die zusätzlichen Kosten minimal, da die Materialien, aus denen sein Team das antimikrobielle Polymer herstellt, kostengünstig und leicht verfügbar sind.
Hermann sagt, sie arbeiten an Langzeittests, um zu sehen, wie das Polymer über die Zeit Bestand hat und wie es mit Dingen wie Zahnpasta in Wechselwirkung tritt - um sicherzustellen, dass es beim Tragen nicht zusammenbricht oder weniger effektiv wird, und um zu sehen, wie es wirkt sich auf den Benutzer aus. Er sagt, dass das Material sofort in Retainern angewendet werden kann und bald für orale Restaurationen, Kronen und Ersatzzähne verwendet werden kann.
