ÜbersichtenSprache: DeutschEinführung: In diesem Übersichtsbeitrag wird das Potenzial azellulärer Verfahren zur biomimetischen Synthese von schmelzartigen Strukturen einer aktuellen Bestandsaufnahme und kritischen Wertung unterzogen.
Ergebnisse: In den letzten Jahren sind verschiedene biomimetische Strategien zur Kristallisation und Aggregation von Apatiten beschrieben worden mit der Zielsetzung, die nano- und mikro-skalierte, hierarchisch organisierte Topographie des natürlichen Schmelzes nachzubilden. Neben der dreidimensional orientierten Selbstaggregation von Apatitkristalliten wird vor allem die Strukturbildung von Apatitnanopartikeln über präformierte oder selbst organisierte organische Gerüste (Scaffolds, Templates) angestrebt. Besondere Relevanz haben biomimetische Strategien, mit denen sich unter physiologischen Bedingungen aus Mineralisationslösungen unter Zusatz des Schmelzmatrixproteins Amelogenin oder unter Verwendung alternativer Additive (Dendrimere, synthetische Peptide, Gelatine, EDTA) geordnete Apatitschichten auf der geätzten Schmelzoberfläche generieren lassen. Daneben besitzen Pasten aus präformierten Apatitnanopartikeln und Phosphorsäure ein vielversprechendes Potenzial zur azellulären Schmelzregeneration. Mit den meisten dieser Syntheseverfahren können innerhalb von mehreren Tagen Apatitschichten gebildet werden, deren Dicke mehrere Mikrometer beträgt und die im Hinblick auf ihr ultrastrukturelles Erscheinungsbild (d.h. das Kristallitgefüge) sowie ihre chemische Zusammensetzung dem natürlichen Zahnschmelz durchaus ähneln. Die reproduzierbare Nachbildung der Schmelzarchitektur auf der mikrostrukturellen Ebene (d.h. die dreidimensional organisierte Konfiguration der Kristallite in Form von Prismenstäben) stellt allerdings nach wie vor eine nur ansatzweise beherrschte Herausforderung im Rahmen der bioinspirierten Synthese schmelzartiger Strukturen dar. Das Gros der biomimetischen Strategien zur azellulären Synthese schmelzartiger Strukturen wurde bis dato lediglich in vitro erprobt und muss daher im Hinblick auf die Anwendbarkeit unter Mundhöhlenbedingungen erst noch durch In-situ- und In-vivo-Studien validiert werden.
Schlussfolgerung: Insgesamt betrachtet lässt sich basierend auf dem aktuellen wissenschaftlichen Kenntnisstand feststellen, dass derzeit noch kein azelluläres, nanotechnologisches Verfahren zur Verfügung steht, mit dem sich eine biomimetische Schmelzregeneration in klinisch-makroskopisch sichtbaren Schmelzdefekten realisieren ließe.
Schlagwörter: Schmelz, azellulär, Apatit, Regeneration, Nanotechnologie, biomimetische Synthese, Amelogenin
ÜbersichtenSprache: DeutschK. M. Galler1
Als häufigste endodontische Therapie zum Zahnerhalt wird die Wurzelkanalbehandlung einschließlich der Obturation des Wurzelkanalsystems mittels eines synthetischen Materials standardmäßig durchgeführt. Neue Erkenntnisse aus Klinik und Forschung geben jedoch Grund zur Annahme, dass eine Regeneration der Zahnpulpa möglich sein könnte. Seit mehreren Jahren ist es möglich, Stammzellen aus der Pulpa zu isolieren, die in der Lage sind, zu differenzieren und neues Pulpagewebe sowie Dentin zu bilden. Aus dem Bereich der Biomaterialien steht mittlerweile eine Vielzahl an Trägermaterialien (Scaffolds) für Stammzellen zur Verfügung. Für bestimmte Anwendungsbereiche können nun geeignete Materialien identifiziert werden und diese können durch Modifikation bioaktiv gestaltet werden, um die Neubildung des Zielgewebes zu unterstützen. Die Begriffe Regeneration und Tissue Engineering sind hierbei voneinander abzugrenzen. Während Regeneration die Fähigkeit des Organismus bezeichnet, zerstörtes Gewebe wiederherzustellen, wird beim Tissue Engineering durch bewusstes Eingreifen der Prozess der Gewebeherstellung kontrolliert und optimiert und dadurch häufig auch erst ermöglicht. Dies geschieht in der Regel durch das Einbringen eines mit Stammzellen beladenen bioaktiven Trägermaterials in den Organismus. Ergebnisse aus dem Bereich der Grundlagenforschung zumThema Zahnpulpa zeigen, dass dentale Stammzellen nach Einsaat in ein geeignetes Trägermaterial Pulpagewebe und tubuläres Dentin bilden können. Dies wurde in Tierversuchen zunächst anhand von Modellen mit Zahnscheiben oder Dentinzylindern zur Imitation der Pulpakammer bzw. des Wurzelkanals gezeigt, mittlerweile jedoch auch in Versuchen im Wurzelkanal von Zähnen nachgewiesen. In eigenen Arbeiten wurde ein Peptid-basiertes Hydrogel für die Anwendung zur Pulparegeneration im Wurzelkanal modifiziert und für die Adhäsion und Proliferation von Pulpastammzellen optimiert. In einem darauffolgenden Versuch wurden Dentinzylinder mit Hydrogel und Stammzellen beschickt und im Mausmodell subkutan implantiert. Nach 5 Wochen hatte sich innerhalb der Dentinwände ein vaskularisiertes, pulpaähnliches Gewebe gebildet, wobei die dem Dentin anliegenden Zellen differenziert waren und ein Odontoblasten-spezifisches Protein exprimierten. Im Bereich der Klinik beschreiben Fallberichte ein Prozedere zur Revitalisierung bei jugendlichen Zähnen mit nicht abgeschlossenem Wurzelwachstum. Über die Erzeugung einer Einblutung in den Wurzelkanal wird eine Leitschiene für Zellen geschaffen, die es Zellen aus der apikalen Papille der sich bildenden Wurzel ermöglicht, einzuwandern und wieder Gewebe zu bilden. Dadurch kann es zum Fortschreiten des Wurzelwachstums und sogar zur Ausheilung ausgedehnter periapikaler Läsionen kommen. Diese Entwicklungen aus Forschung und Klinik lassen einen Paradigmenwechsel im Bereich der Endodontie erwarten, nach welchem regenerative Behandlungskonzepte in ausgewählten Fällen zunehmend in den klinischen Alltag Einzug halten könnten.
ÜbersichtenSprache: DeutschDie Therapie avitaler Zähne mit nicht-abgeschlossenem Wurzelwachstum stellt eine besondere Herausforderung für den Zahnarzt dar. Bislang etablierte Therapieverfahren erlauben eine Apexifikation nach Applikation von Kalziumhydroxid in den Wurzelkanal über einen definierten Zeitraum. Alternativ kann der Verschluss der apikalen Region primär mit MTA erfolgen. Von einer Zunahme der Dentinwandstärke im Bereich der Wurzel kann bei diesen Methoden nicht ausgegangen werden. Die Revaskularisation ist ein neueres Therapieverfahren mit dem Ziel, Stammzellen aus der apikalen Papille der ungereiften Zahnwurzel durch gezielte Wurzelkanaldesinfektion und anschließende provozierte Einblutung in das Wurzelkanallumen zu rekrutieren. Diese Stammzellen können dazu beitragen, dass einerseits die Dentinwandstärke zunimmt und andererseits das Wachstum der Wurzelspitze zum Abschluss kommt. Dieser Übersichtsartikel soll den Hintergrund des neuen Therapieverfahrens, dessen klinischen Ablauf sowie das mögliche Therapieergebnis darstellen und diskutieren.
Schlagwörter: Revaskularisation, Revitalisierung, Apexifika- tion, regenerative Endodontie, wurzelunreife avitale Zähne
