Vaarwel, gaatjes? Wetenschappers ontwikkelen een gel die tandglazuur kan laten aangroeien.
Wetenschappers hebben een revolutionaire gel ontwikkeld die verloren tandglazuur kan herstellen door gebruik te maken van mineralen die van nature in speeksel voorkomen. Dit zou een van de grootste beperkingen van de tandheelkunde kunnen wegnemen. Het geregenereerde glazuur gedraagt zich grotendeels hetzelfde als gezond glazuur, wat hoop geeft op een eenvoudige behandeling die beschadigde tanden kan herstellen, tandbederf kan voorkomen en gevoeligheid kan verminderen.
Wetenschappers hebben een nieuwe gel ontwikkeld die het mogelijk zou kunnen maken om beschadigd tandglazuur te herstellen, waarmee mogelijk een van de grootste beperkingen in de tandheelkunde wordt overwonnen. In tegenstelling tot botten en veel andere weefsels in het lichaam, kan tandglazuur zich niet vanzelf regenereren als het eenmaal verloren is gegaan. De nieuwe behandeling biedt een veelbelovende manier om deze beschermende laag te herstellen, tanden te versterken en toekomstig tandbederf te helpen voorkomen.
De innovatie is afkomstig van onderzoekers van de faculteit Farmacie en de afdeling Chemische en Milieutechniek van de Universiteit van Nottingham. Hun nieuwe materiaal is geïnspireerd op de biologische processen die tandglazuur vormen in de vroege kinderjaren. Het is ontworpen om glazuur te herstellen dat verzwakt is door mineraalverlies of is afgesleten door erosie, en tegelijkertijd gezond glazuur te versterken.
De bevindingen, gepubliceerd in Nature Communications , zouden de weg kunnen vrijmaken voor een nieuwe generatie tandheelkundige behandelingen die verder gaan dan het beschermen van bestaand glazuur en daadwerkelijk helpen de structuur ervan te herstellen.
Hoe de nieuwe gel het tandglazuur laat aangroeien
Een van de meest veelbelovende eigenschappen van de technologie is de eenvoud. Tandartsen zouden de gel rechtstreeks op de tanden kunnen aanbrengen met een procedure die vergelijkbaar is met bestaande fluoridebehandelingen, waardoor het potentieel gemakkelijk in de reguliere tandheelkundige zorg kan worden geïntegreerd.
In tegenstelling tot conventionele fluorideproducten bevat de nieuwe gel echter geen fluoride. In plaats daarvan gebruikt het een materiaal gemaakt van eiwitten dat belangrijke eigenschappen nabootst van de natuurlijke eiwitten die verantwoordelijk zijn voor de vorming van glazuur tijdens de eerste ontwikkeling van de tanden.
Na het aanbrengen vormt de gel een dunne maar duurzame laag die in het tandoppervlak doordringt en microscopische scheurtjes en openingen opvult. Deze laag vormt vervolgens een raamwerk voor de wederopbouw van de minerale structuur van het glazuur.
Het proces berust op calcium- en fosfaationen, twee essentiële minerale bestanddelen die van nature in speeksel voorkomen. De gel trekt deze mineralen aan en helpt ze te ordenen tot nieuwe kristallen die in een geordend patroon groeien.
Wetenschappers noemen dit proces epitaxiale mineralisatie . In essentie betekent dit dat nieuwe minerale kristallen parallel aan het bestaande glazuur groeien, waardoor het nieuw gevormde materiaal structureel geïntegreerd raakt met het oorspronkelijke tandoppervlak.
Deze organisatie is bijzonder belangrijk omdat glazuur zijn uitzonderlijke hardheid en duurzaamheid te danken heeft aan de precieze rangschikking van de minerale kristallen. Het simpelweg afzetten van mineralen op een tand is niet voldoende om de complexe structuur na te bootsen die natuurlijk glazuur zo effectief maakt.
Door de kristalgroei te sturen, kan de nieuwe gel zowel de microscopische structuur als de fysieke eigenschappen van gezond glazuur herstellen.
Een mogelijke oplossing voor tandgevoeligheid en tandbederf.
De onderzoekers ontdekten ook dat hun materiaal gebruikt kan worden op blootliggend dentine, in de Verenigde Staten beter bekend als dentine. Dentine is de laag tandweefsel onder het glazuur. Het is zachter dan glazuur en bevat kleine kanaaltjes die signalen naar de zenuwen in de tand kunnen doorgeven.
Wanneer het glazuur slijt of het tandvlees zich terugtrekt, kan het blootliggende dentine de tanden bijzonder gevoelig maken voor warme, koude, zoete of zure voedingsmiddelen en dranken.
De nieuwe gel kan de vorming van een glazuurachtige minerale laag over blootliggend dentine bevorderen. Dit kan de tandgevoeligheid verminderen en tegelijkertijd de hechting van tandheelkundige restauraties, zoals vullingen en andere behandelingen voor beschadigde tanden, verbeteren.
De potentiële voordelen zijn aanzienlijk. Aantasting van het glazuur is een belangrijke factor bij tandbederf en draagt bij aan gebitsproblemen die bijna de helft van de wereldbevolking treffen. Deze aandoeningen kunnen pijn, infecties en uiteindelijk tandverlies veroorzaken. Een slechte mondgezondheid wordt ook in verband gebracht met bredere gezondheidsproblemen, waaronder diabetes en hart- en vaatziekten.
Een van de grootste uitdagingen in de tandheelkunde is dat glazuur geen levende cellen bevat die het kunnen herstellen nadat de tanden volledig zijn ontwikkeld. Hoewel speeksel op natuurlijke wijze een deel van de mineralen kan aanvullen die verloren gaan in de beginfase van glazuurbeschadiging, kan het lichaam geen grote hoeveelheden afgesleten glazuur regenereren.
Bestaande behandelingen, waaronder fluoridevernis en remineralisatieproducten, kunnen helpen tanden te beschermen en beginnend mineraalverlies te herstellen. Ze kunnen echter het reeds verloren gegane glazuur niet volledig reconstrueren.
De nieuwe technologie is erop gericht die beperking te overkomen door de vorming van nieuw mineraalweefsel te stimuleren met eigenschappen die lijken op die van het oorspronkelijke glazuur.
Geregenereerd glazuur functioneert als natuurlijk tandglazuur.
Het onderzoeksteam testte de mechanische sterkte en duurzaamheid van het geregenereerde materiaal onder omstandigheden die het dagelijks gebruik nabootsten.
Deze experimenten onderzochten hoe het nieuw gevormde glazuur reageerde op activiteiten en invloeden waaraan tanden routinematig worden blootgesteld, zoals poetsen, kauwen en contact met zure voedingsmiddelen.
De resultaten waren veelbelovend. Volgens de onderzoekers vertoonde het geregenereerde glazuur mechanische eigenschappen die vergelijkbaar waren met die van gezond, natuurlijk glazuur, wat suggereert dat het materiaal meer kan bieden dan een tijdelijke beschermende laag.
Dr. Abshar Hasan, postdoctoraal onderzoeker en hoofdauteur van de studie, legde uit waarom het zo belangrijk is om de interne structuur van glazuur na te bootsen.
“Tandglazuur heeft een unieke structuur, die het zijn opmerkelijke eigenschappen geeft die onze tanden ons hele leven lang beschermen tegen fysieke, chemische en thermische invloeden. Wanneer ons materiaal wordt aangebracht op gedemineraliseerd of geërodeerd glazuur, of op blootliggend dentine, bevordert het de groei van kristallen op een geïntegreerde en georganiseerde manier, waardoor de structuur van ons natuurlijke, gezonde glazuur wordt hersteld. We hebben de mechanische eigenschappen van dit geregenereerde weefsel getest onder omstandigheden die ‘situaties uit het dagelijks leven’ simuleren, zoals tandenpoetsen, kauwen en blootstelling aan zure voedingsmiddelen, en ontdekt dat het geregenereerde glazuur zich net als gezond glazuur gedraagt.”
Deze bevindingen suggereren dat de gel uiteindelijk een manier zou kunnen bieden om de sterkte en beschermende functie van beschadigd glazuur te herstellen, in plaats van alleen verdere achteruitgang te vertragen. De laboratoriumresultaten tonen echter nog niet aan hoe goed de behandeling op de lange termijn bij patiënten zal presteren.
Een nieuw tijdperk voor het herstellen van tandglazuur?
Naast het vermogen om tandglazuur te regenereren, benadrukken de onderzoekers dat de technologie is ontwikkeld met het oog op praktische toepassingen in de tandheelkunde.
De gel is ontworpen om veilig en gemakkelijk aan te brengen te zijn en geschikt voor productie op grotere schaal. Dankzij de veelzijdigheid kan de gel ook worden verwerkt in diverse tandheelkundige producten, wat mogelijk voordelen kan opleveren voor patiënten van verschillende leeftijden met glazuurerosie, tandgevoeligheid of andere problemen waarbij het dentine blootligt.
Professor Alvaro Mata, hoogleraar Biomedische Technologie en Biomaterialen aan de Universiteit van Nottingham, leidde het onderzoek en benadrukte de mogelijkheden om de ontdekking om te zetten in producten die tandartsen kunnen gebruiken.
“We zijn erg enthousiast omdat de technologie is ontworpen met de behandelaar en de patiënt in gedachten. Het is veilig, kan gemakkelijk en snel worden toegepast en is schaalbaar. Bovendien is de technologie veelzijdig, waardoor er mogelijkheden ontstaan om deze te vertalen naar verschillende soorten producten die patiënten van alle leeftijden kunnen helpen die lijden aan uiteenlopende tandheelkundige problemen die verband houden met glazuurverlies en blootliggend dentine. We zijn dit proces gestart met ons start-upbedrijf Mintech-Bio en hopen volgend jaar een eerste product op de markt te brengen; deze innovatie zou binnenkort patiënten wereldwijd kunnen helpen.”
De onderzoekers zijn via hun bedrijf, Mintech-Bio, al begonnen met de voorbereidingen voor commercialisering, met als doel om al in het jaar na de aankondiging een eerste product op de markt te brengen.
Hoewel verdere ontwikkeling en klinische validatie belangrijk zullen zijn voordat de technologie een gevestigde tandheelkundige behandeling wordt, is het vermogen om de structuur en sterkte van natuurlijk glazuur na te bootsen een veelbelovende vooruitgang.
Als deze aanpak succesvol blijkt bij patiënten, zou dit de manier waarop tandartsen omgaan met glazuurverlies fundamenteel kunnen veranderen. Het zou de mogelijkheid bieden om tandoppervlakken te herstellen die voorheen alleen beschermd of hersteld konden worden met conventionele tandheelkundige materialen.
