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Forscher berichten, dass aus Schafwolle gewonnenes Keratin eine schützende, zahnschmelzähnliche Beschichtung auf Zähnen bilden kann und damit einen nachhaltigen, kostengünstigen Ansatz zur Eindämmung beginnender Karies bieten könnte. Das Team, geleitet von Zahnmedizin-Spezialisten am King's College London, veröffentlichte seine Ergebnisse in Advanced Healthcare Materials und demonstrierte, dass ein wasserbasierter Keratinfilm Mineralien aus dem Speichel anzieht, um eine harte, kristallähnliche Oberfläche zu bilden, die natürlichen Zahnschmelz nachahmt.
Unbehandelte Zahnkaries ist die weltweit häufigste orale Erkrankung und betrifft schätzungsweise rund 2 Milliarden Menschen. Der Zahnschmelz – die stark mineralisierte äußere Schicht der Zähne – regeneriert sich nach Verlust nicht und macht Betroffene anfällig für Schmerzen, Löcher und Zahnverlust. Aktuelle Restaurationsmaterialien basieren oft auf Kunststoffharzen, die weniger langlebig sein können und ein unnatürliches Aussehen haben. Im Gegensatz dazu wird Keratin nachhaltig aus biologischen Nebenprodukten wie Wolle oder Haaren gewonnen und könnte eine haltbarere, farblich besser anpassbare Alternative darstellen.
Studienmethoden und zentrale Ergebnisse
Die Forschenden isolierten das Keratinprotein aus Wollfasern und stellten einen dünnen, wässrigen Keratinfilm her. Auf Zahnproben aufgetragen, wechselte dieser Film mit den Mineralstoffen in simuliertem Speichel. Im Verlauf mehrerer Wochen leitete die Keratinschicht die Ablagerung von Calcium- und Phosphationen, wodurch eine geordnete, kristalline Beschichtung entstand, die Struktur und Härte des biologischen Zahnschmelzes eng nachbildet.
Die leitenden Forschenden hoben mehrere Vorteile hervor: Die Keratinbeschichtung bildet sich unter milden, biologisch verträglichen Bedingungen; sie integriert sich in die Zahnoberfläche, statt nur wie ein Harz aufzusetzen; und sie lässt sich in der Farbgebung an den Zahn anpassen. Sara Gamea, Zahnmedizin-Forscherin am King's College London, beschrieb Keratin als „eine transformative Alternative zu aktuellen zahnmedizinischen Behandlungen“, da es aus biologischen Abfällen stammt und giftige Kunststoffharze vermeidet. Sherif Elsharkawy, Forscher im Bereich Prothetik an derselben Institution, betonte die Bedeutung der Schmelzrestauration und erinnerte daran, dass „im Gegensatz zu Knochen oder Haaren der Zahnschmelz nicht nachwächst“.
Auswirkungen, Einschränkungen und nächste Schritte
Die Entdeckung weist auf mehrere mögliche Anwendungen hin: frei verkäufliche Keratin-Zahnpasten, die bei täglicher Anwendung einen schützenden Film aufbauen; professionelle Beschichtungen, die in der Praxis während einer Zahnbehandlung aufgetragen werden; sowie Ergänzungen zur Präventivzahnmedizin, die das Fortschreiten beginnender Karies verringern. Die Forschenden schätzen, dass verbraucherorientierte Produkte innerhalb von zwei bis drei Jahren auf den Markt kommen könnten, vorausgesetzt, es erfolgen weitere Entwicklungsarbeiten, Studien und Kooperationen mit der Industrie.
Vor einer breiten klinischen Einführung bleiben jedoch wichtige Fragen offen. Langfristige Haltbarkeit unter Kaubelastung, Beständigkeit gegenüber säurehaltigen Herausforderungen durch die Ernährung, Wechselwirkungen mit Fluorid und anderen Präventivmitteln sowie die großtechnische Herstellung müssen in klinischen Studien und regulatorischen Verfahren bestätigt werden. Die Forschenden prüfen außerdem Biokompatibilität, mikrobiologische Wechselwirkungen und die besten Anwendungsformen für verschiedene Patientengruppen.
Experteneinschätzung
Dr. Elena Morales, Biomaterialwissenschaftlerin (fiktiv), kommentiert: „Die Verwendung eines Strukturproteins wie Keratin zur Steuerung der schmelzähnlichen Mineralablagerung ist ein eleganter biomimetischer Ansatz. Bestätigen klinische Studien Haltbarkeit und Sicherheit, könnte dies das Management früher Karies von reiner Reparatur hin zur Wiederherstellung verschieben und die Notwendigkeit invasiver Füllungen reduzieren.“
Sie fügt hinzu: „Nachhaltigkeit ist ein großer Vorteil – die Wiederverwertung von Haaren oder Wolle zu Dentalmaterialien passt zu Zielen der Kreislaufwirtschaft und könnte die Kosten für benachteiligte Gemeinschaften senken.“
Zukünftige Perspektiven und verwandte Technologien
Das Keratinbeschichtungskonzept reiht sich ein in eine breitere Bewegung in der Zahnmedizin hin zu biomimetischen Materialien und regenerativen Strategien, wie peptidgesteuerte Remineralisierung, bioaktive Gläser und fluoridabgebende Lacke. Die Kombination von Keratinfilmen mit antimikrobiellen oder remineralisierenden Zusätzen könnte den präventiven Nutzen weiter erhöhen. Industriepartnerschaften werden entscheidend sein, um Formulierungen zu verfeinern, die Produktion zu skalieren und klinische Prüfungen sowie Zulassungen zu begleiten.
Fazit
Aus Schafwolle gewonnenes Keratin zeigt Potenzial als nachhaltige, schmelzähnliche Beschichtung, die Calcium und Phosphat anzieht, um eine schützende Zahnschicht wieder aufzubauen. Obwohl die Laborergebnisse ermutigend sind und eine Kommerzialisierung innerhalb weniger Jahre möglich erscheint, sind klinische Validierung und Langzeitdaten zur Leistung erforderlich. Gelingt dies, könnten keratinbasierte Dentalprodukte ein erschwingliches, biologisch inspiriertes Instrument zur Prävention und Reparatur früher Karies weltweit bieten.
Quelle: livescience
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