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Zähne nachwachsen lassen: Der Haifisch als perfektes Vorbild. Hat das Zahnimplantat bald ausgedient?

Frankenstein lässt grüßen: Forscher züchten menschliche Zähne

Mutieren wir bald zum Haifisch? Scherz beiseite! Es ist grandios, was die Wissenschaft leistet – wenn es auch manchmal recht gespenstisch klingen mag: Seit vielen Jahren forschen Wissenschaftler weltweit daran, unsere Zähne nachwachsen zu lassen. Und Unglaubliches ist bereits gelungen. Werden wir statt Implantat, Prothese & Co. bald natürliche eigene Dritte bekommen? Ganz so weit ist es noch nicht. Doch die Fortschritte sind unübersehbar. 

Vorbild Revolvergebiss: Nachladen beim Menschen erwünscht!

Haie brauchen ihre messerscharfen Zähne zum Überleben, denn ohne Zähne können sie keine Nahrung zu sich nehmen. Die Evolution hat dafür die geniale Lösung parat: Verliert ein Hai einen Zahn, so klappt der Ersatzzahn einfach heraus und ersetzt den fehlenden. Das Haigebiss ist als Ersatzreihe hinter den aktiven Zähnen bereits angelegt und wächst immer wieder nach. Auch andere Fische und Säugetiere genießen diesen Vorteil, so wachsen beispielsweise bei Nagetieren die Schneidezähne nach. Davon können wir Menschen nur träumen, zumindest im Moment noch. Wir benötigen unsere Zähne zwar nicht zum Überleben, dennoch könnten auch wir einen dritten Satz Zähne inzwischen gut gebrauchen. Als die durchschnittliche Lebenserwartung noch bei 40 bis 50 Jahren lag, waren zwei Zahnsätze mehr oder weniger ausreichend für ein Leben. Heute werden wir sehr viel älter – und erschwerend kommt hinzu, dass wir aufgrund unserer Ernährung unseren Zähnen eher schaden als sie länger gesund zu erhalten.

Der Haifisch liefert die Grundidee: Aus Stammzellen neue Zähne züchten

Forscher gehen davon aus, dass die nachwachsenden Haifischzähne mit Hilfe der Stammzellen im Kiefer ersetzt werden. Ganz ähnlich wie beim Menschen nach den Milchzähnen die bleibenden Zähne gebildet werden. Nur passiert dies bei uns eben nur einmal. Allerdings gibt es ganz seltene Ausnahmen: Es kommt vor, dass auch noch ein dritter Zahn gebildet wird, allerdings nur sehr klein und nicht voll funktionsfähig. Ist dies ein erstes Anzeichen, dass die Evolution auch den Menschen in vielen Jahrmillionen echte natürliche dritte Zähne schenken wird? Das werden wir erst beantworten können, wenn es soweit ist. Doch was die sehr seltenen dritten Zähne bisher schon vermuten lassen: Im menschlichen Kiefer schlummern Stammzellen, die neue Zähne wachsen lassen können. Grund genug, für visionäre Wissenschaftler, der Evolution auf die Sprünge zu helfen.

Zähne aus Stammzellen züchten: Was bisher gelungen ist

An der Harvard University in Cambridge, USA, gelang ist es dem Team um den Gewebezuchtexperten David Mooney, mit Laserlichtpulsen menschliche Zahnstammzellen zur Produktion von Zahnbein anzuregen. Als Zahnbein wird das knöcherige Gewebe unter dem Zahnschmelz bezeichnet, es ist auch als Dentin bekannt. Das Laserlicht sorgt für die Bildung von Sauerstoffmolekülen im Zahnbein, wodurch ein Wachstumsstimulator (TGF-beta-1) aktiviert wird, der wiederum die Stammzellen zur Bildung von neuem Zahnbeinmaterial anregt. Ob auf diese Weise ganze Zähne gezüchtet werden können ist fraglich, so die Meinung anderer Forscher. Doch für eine andere Art der Therapie könnte diese Methode in einigen Jahren eventuell genutzt werden: Wenn bei der Kariesbehandlung durch das Bohren ein Loch im Zahnbein entsteht, könnte die Lasertherapie bewirken, dass das Zahnbein neu gebildet wird und das Loch so wieder geschlossen wird.

Es wird kühn: Erste Tests am Menschen

Einen etwas anderen Ansatz verfolgt Jeremy Mao von der Columbia University mit der Methode des „Stammzellen-Homing“. Der Forscher und gelernter Zahnmediziner will ganze Zähne direkt im Kiefer züchten. Ein Knackpunkt ist dabei, das Wachstum so zu lenken, dass ein Zahn in der gewünschten Form entsteht. Um dies zu erreichen, verwendet die Forschergruppe um Mao ein Gerüst aus Polymer in der Form des gewünschten Zahnes, das mit wachstumsfördernden Stoffen ausgerüstet und durchlässig für die nachwachsenden Zellen ist. Dieses engmaschige Gerüst, das sogenannte "Scaffold", wird in den Kiefer des Probanden eingesetzt und die darin enthaltenen Stimulantien locken Zellen aus dem umgebenden Gewebe an, die in der Lage sind, einen Zahn nachzubilden.

Frankenstein erblasst vor Neid: vollständig ausgereifte Zähne in wenigen Wochen

Dieses Verfahren war bei Versuchstieren bereits erfolgreich, Ratten wuchsen innerhalb von nur 9 Wochen Zähne nach – voll ausgereift und beinahe so belastbar wie die vorherigen natürlichen Zähne. Ein Quantensprung! Nach diesem Erfolg wurden klinische Tests an Menschen gestartet – eine absolute Revolution, denn damit wurde eine neue Ära eingeleitet. Es sind die ersten Tests, die ein natürliches Wachstum dritter Zähne bei Menschen ermöglichen sollen. Die Probanden sind Patienten, bei denen eine Zahnentfernung notwendig war, der dann ersetzt werden sollte. Vom zu entfernenden Zahn wird das entsprechende "Scaffold"-Zahngerüst angefertigt und dem Patienten implantiert. Der Wissenschaftler gibt sich jedoch noch zurückhaltend: Er erwartet nicht, dass in naher Zukunft ein kompletter Zahn nachgezüchtet werden kann. Zahnschmelz und Teile des Zahnbeins müssten auch weiterhin durch eine Krone ersetzt werden. Mao erwartet jedoch, dass beim Menschen auf diese Art natürliche Prozesse in Gang kommen, die letztendlich dafür sorgen, dass der Körper sich selbst regeneriert.

Neben den hier bisher genannten Forschergruppen gibt es weltweit noch viele weitere, die mit unterschiedlichen Methoden experimentieren. Erfolge wurden beispielsweise mit Schweinen und Mäusen erzielt. Schweinen wuchs eine neue Zahnwurzel in den Kiefer ein, nach ein paar Wochen konnte eine konventionelle Krone darauf befestigt werden – ein Zahn war „geboren“, den die Tiere so benutzten, wie ihre anderen Zähne.

In Frankreich wird versucht, Zähne aus den Stammzellen des Rückenmarks nachzuzüchten. Und japanische Forscher verwendeten in einer Studie umprogrammierte Stammzellen der Haut und züchteten daraus im Reagenzglas winzige Zahnkeime, die Mäusen eingepflanzt wurden. Nach ein paar Wochen war die Spitze eines neuen Zahnes zu sehen.

Vorbehalte und Hürden der Forschung

„Stammzellen“ – ein nicht immer positiv belegter Begriff, wenn es um wissenschaftliche Forschung und Entwicklung geht. Und genau das ist auch die größte Hürde für das Nachzüchten natürlicher menschlicher Zähne. Denn als ergiebigste Stammzellenquelle gelten in der Regel menschliche Embryonen.

Japanischen Forschern ist es bereits gelungen, aus den Stammzellen von Mäuseembryonen Zähne zu gewinnen und sie dann erwachsenen Mäusen einzupflanzen. Ob dies auch bei Menschen funktionieren könnte, ist noch offen. Und es stellt sich eine grundsätzliche Frage: Wo bekommt man die richtigen Stammzellen für menschliche Zähne her? Wie allseits bekannt, ist es in Deutschland nicht gestattet, für Forschungs- oder Therapiezwecke menschliche Embryonen herzustellen und als Lieferanten für Stammzellen zu nutzen.

Noch eine große aktuelle Herausforderung: Im Körper müssen die geeigneten Zellen eruiert werden, die in der Lage sind, alle Bestandteile eines Zahns nachbilden zu können. Zudem müssen sie so beeinflusst werden, dass sie den Zahn so ausbilden, wie es die Ästhetik und der Platz im Kiefer verlangen. Wie steuert man das Wachstum so, dass ein Schneidezahn oder ein Backenzahn daraus wird? 

Auch „Risiken und Nebenwirkungen“ müssen langfristig erforscht werden

Wie bei allen grandiosen Entwicklungen stellt sich auch beim Nachzüchten von Zähnen zum einen die Frage nach den Risiken, zum anderen nach der Verhältnismäßigkeit. Zähne sind kein lebenswichtiger Bestandteil des Körpers wie etwa beim Haifisch. Lohnt es sich also, etwaige Risiken einzugehen? Zumal uns heute schon großartige Methoden für die Herstellung eines dauerhaften Zahnersatzes zur Verfügung stehen, wie das Zahnimplantat. Negative Folgen, die die Forscher jetzt schon im Fokus haben, beziehen sich auf die Reaktionen der Stammzellen, die künstlich zur Zahnbildung angeregt werden. Hier gilt zu befürchten, dass diese Zellen auch in nicht geplante Richtungen ausarten oder womöglich krebsartige Zellwucherungen hervorbringen. Wie die Antworten auf diese heiklen Fragen ausfallen, werden wir, wenn überhaupt, erst in vielen Jahren wissen. Und wann in der Wissenschaft der entscheidende Durchbruch stattfinden wird, lässt sich nicht vorhersagen.

Hier und heute: Wer nicht so lange warten will, dem sei ein Implantat empfohlen

Als Zahnmediziner und Spezialist für Implantologie verfolg ich die Fortschritte in der Forschung mit großer Faszination und Spannung. Es ist enorm, was alles möglich ist – auch wenn es Jahre zuvor noch absolut utopisch erschien. Die derzeitigen Erfolge beim Nachzüchten von Zähnen lässt die Vermutung nahe, dass wir Menschen irgendwann natürliche dritte Zähne haben dürfen – noch bevor uns die Evolution damit ausstattet. Doch eines ist gewiss: Bis diese Art der Therapie marktreif ist, wird noch viel Zeit ins Land gehen. Zeit, die die meisten von uns nicht haben werden. Ein echter Trost: Auch heute gibt es schon Lösungen für einen festsitzenden, ästhetischen und voll funktionsfähigen Zahnersatz. Allen voran das Zahnimplantat. Die moderne Zahntechnik arbeitet mit absoluten Hightech-Methoden, und die unterschiedlichen Behandlungsarten, wie Sofortimplantation oder die Methode „Feste Dritte Zähne an einem Tag“, bieten für fast jeden Patienten eine ideale Therapie mit dem Ergebnis: feste schöne Zähne, sorgloses Genießen und echte Lebensfreude. Und das in jedem Lebensalter nach Abschluss des Körperwachstums und selbst bei vollständiger Zahnlosigkeit.

Sie sehen: Auch ohne Haifisch und Frankestein geht es gut aus – für Ihren „Biss“. Lassen Sie sich bei Bedarf von Ihrem Spezialisten für Implantologie zu den vielen Möglichkeiten für einen hochwertigen, dauerhaften Zahnersatz beraten.

Ihr Dr. Marc Hinze

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