3D-gedruckte Blutgefäße als neue Methode für Wurzelkanal-Chirurgie

Kürzlich präsentierte ein Forscher-Team unter der Leitung von Luiz Bertassoni eine neue, innovative Methode zur Verbesserung der Wurzelkanal-Chirurgie. In diesem Prozess werden künstliche Blutgefäße 3D-gedruckt, welche das Risiko von spröden und zerbrechlichen Zähnen nach einer solchen Behandlung reduzieren.

Luiz Bertassoni fungiert als Leiter des Bioengineering Laboratory an der Fakultät für Zahnmedizin an der University of Sydney sowie des nach ihm benannten Bertassoni-Labor an der Oregon Health and Science University. Seine Forschung könnte die Art der bestehenden Wurzelkanalbehandlung revolutionieren, indem seine neue Methode das Wurzelwachstum fördert anstatt die Zähne allmählich zum Verfall zu führen.

Unter einer Wurzelkanal-Therapie versteht man das Entfernen von infizierten Zellstoffen und umliegenden Nerven eines Zahnes. Nach dieser Prozedur wird der Zahn gereinigt, der fehlende Zellstoff mit einem synthetischen Biomaterial ersetzt und schlussendlich versiegelt. Dieses Material in Kombination mit der Schutzkrone können Zähne über die Jahre jedoch brüchig machen.

Basierend auf früheren Untersuchungen von Bertassoni und seinen Partnern, hat der Forscher einen Weg gefunden, künstliche vaskuläre Netzwerke wie das Kreislaufsystem des Körpers mithilfe von Bioprinting nachzuahmen. Diese Ergebnisse nutzte er in weiterer Folge für seine Forschung in Bezug auf Wurzelkanal-Chirurgie:

Nachdem ein Zahn extrahiert wurde, platzierten Bertassoni und sein Forscher-Team eine Faserform aus Zuckermolekülen auf den Wurzelkanal. In diesen injizierten sie ein aus proteinähnlichen Materialien und zahnärztlichen Zellstoffen bestehendes Biomaterial. Weiters wurde die Faser entfernt, um “einen langen Mikrokanal im Wurzelkanal zu machen”. In diesen Mikrokanal wurden Endothelzellen eingeführt, welche Gase, Flüssigkeiten und Moleküle herausfilterten.

“Dieser Prozess beseitigt Zahnblut und die Nervenversorgung, sodass es leblos und leer für jede biologische Reaktion oder Abwehrmechanismen wird. Ohne diese Funktionalität können erwachsene Zähne viel früher verloren gehen, was zu viel größeren Bedenken führen kann, wie z.B. die Notwendigkeit von Zahnersatz oder Zahnimplantaten. “

Genannte Mikrokanäle wurden anhand einer speziell entwickelten 3D-Drucktechnik erschaffen.

“Um die Mikrokanäle herzustellen, wurden 500 μm Durchmesser 6% (w / v) Opfer-Agarose-Fasern unter Verwendung einer Glaskapillare, die mit einem metallischen Kolben im Inneren ausgestattet war, unter Verwendung einer 3D-Druck-inspirierten Methode, die wir vor kurzem entwickelt haben, hergestellt.”, erklärt Bertassoni. 

Bereits nach sieben Tagen entdeckten die Forscher, dass sich Dentin-produzierende Zellen in der Nähe der Zahnwände sowie Blutgefäße im Inneren des Zahnes gebildet hatten. Das verbuchten die Forscher als großen Erfolg, da dies bedeutete, dass der Zahn regenerierte.

“Dieses Ergebnis beweist, dass die Herstellung von künstlichen Blutgefäßen eine hochwirksame Strategie sein kann, um die Funktion der Zähne vollständig zu regenerieren”, sagte Bertassoni. “Wir glauben, dass diese Erkenntnis die Art und Weise ändern kann, wie Wurzelkanalbehandlungen in der Zukunft durchgeführt werden.“