Zbohom, zubný kaz? Vedci vytvorili gél, ktorý by mohol obnoviť zubnú sklovinu

Vedci vyvinuli nový gél, ktorý by mohol umožniť obnovu poškodenej zubnej skloviny, čím by sa potenciálne prekonalo jedno z najväčších obmedzení v zubnej starostlivosti. Na rozdiel od kostí a mnohých iných tkanív v tele sa zubná sklovina po strate nedokáže prirodzene regenerovať. Nová liečba ponúka sľubný spôsob, ako obnoviť túto ochrannú vrstvu, posilniť zuby a pomôcť predchádzať budúcemu kazu.

Inovácia, o ktorej  píše Science daily  pochádza od výskumníkov z Farmaceutickej fakulty a Katedry chemického a environmentálneho inžinierstva Nottinghamskej univerzity. Ich nový materiál je inšpirovaný biologickými procesmi, ktoré tvoria zubnú sklovinu v ranom detstve. Je navrhnutý tak, aby opravoval sklovinu oslabenú stratou minerálov alebo opotrebovanú eróziou, a zároveň posilňoval sklovinu, ktorá zostáva zdravá.

Zistenia publikované v časopise Nature Communications by mohli vydláždiť cestu pre novú generáciu zubných ošetrení, ktoré idú nad rámec ochrany existujúcej skloviny a skutočne pomáhajú obnoviť jej štruktúru.

Ako nový gél obnovuje zubnú sklovinu

Jednou z najsľubnejších vlastností technológie je jej jednoduchosť. Zubári by mohli aplikovať gél priamo na zuby pomocou postupu podobného existujúcim fluoridovým ošetreniam, čo by potenciálne uľahčilo jej začlenenie do bežnej zubnej starostlivosti.

Na rozdiel od bežných fluoridových produktov však nový gél neobsahuje žiadny fluorid. Namiesto toho používa materiál vyrobený z bielkovín, ktoré napodobňujú dôležité vlastnosti prirodzených bielkovín zodpovedných za tvorbu skloviny pri prvom vývoji zubov.

Po nanesení gél vytvorí tenký, ale odolný povlak, ktorý preniká do povrchu zuba a vypĺňa mikroskopické praskliny a medzery. Tento povlak potom poskytuje rámec pre obnovu minerálnej štruktúry skloviny.

Tento proces sa opiera o ióny vápnika a fosfátu, dve základné minerálne zložky prirodzene prítomné v slinách. Gél priťahuje tieto minerály a pomáha ich organizovať do nových kryštálov, ktoré rastú usporiadane.

Vedci tento proces nazývajú epitaxná mineralizácia . V podstate to znamená, že nové minerálne kryštály rastú v súlade s existujúcou sklovinou, čo umožňuje novovytvorenému materiálu štrukturálne sa zlúčiť s pôvodným povrchom zuba.

Je to obzvlášť dôležité, pretože sklovina získava svoju výnimočnú tvrdosť a odolnosť vďaka presnému usporiadaniu minerálnych kryštálov. Samotné nanesenie minerálov na zub nestačí na obnovenie zložitej štruktúry, ktorá robí prirodzenú sklovinu takou účinnou. Riadením rastu kryštálov však dokáže nový gél obnoviť mikroskopickú architektúru aj fyzikálne vlastnosti zdravej skloviny.

Prečítajte si tiež

Bolí vás chrbát, brucho alebo hlava, ale lekári nenašli príčinu? Možno vám telo hovorí "stop"

​Možné riešenie pre citlivosť zubov a zubný kaz

Výskumníci tiež zistili, že ich materiál sa dá použiť na obnažený dentín. Dentín je vrstva zubného tkaniva pod sklovinou. Je mäkší ako sklovina a obsahuje drobné kanáliky, ktoré dokážu prenášať pocity do nervov vo vnútri zuba.

Keď sa sklovina opotrebuje alebo ďasná ustúpia, obnažený dentín môže spôsobiť, že zuby budú obzvlášť citlivé na horúce, studené, sladké alebo kyslé jedlá a nápoje.

Nový gél môže podporiť tvorbu minerálnej vrstvy podobnej sklovine na odkrytom dentíne. To by mohlo pomôcť znížiť citlivosť zubov a zároveň zlepšiť priľnavosť zubných výplní, ako sú výplne a iné ošetrenia používané na opravu poškodených zubov.

Potenciálne prínosy sú významné. Zhoršovanie zubnej skloviny je hlavným faktorom zubného kazu a prispieva k zubným problémom, ktoré postihujú takmer polovicu svetovej populácie. Tieto stavy môžu spôsobiť bolesť, infekcie a nakoniec stratu zubov. Zlé zdravie ústnej dutiny je tiež spojené so širšími zdravotnými problémami vrátane cukrovky a kardiovaskulárnych ochorení.

Jednou z najväčších výziev v zubnom lekárstve je, že sklovina nemá žiadne živé bunky, ktoré by ju dokázali obnoviť po úplnom vývoji zubov. Hoci sliny dokážu prirodzene nahradiť niektoré minerály stratené počas najskorších štádií poškodenia skloviny, telo nedokáže regenerovať podstatné množstvo skloviny, ktorá sa opotrebovala.

Existujúce liečebné postupy vrátane fluoridových lakov a remineralizačných produktov môžu pomôcť chrániť zuby a napraviť skorú stratu minerálov. Nedokážu však úplne obnoviť už stratenú sklovinu.

Nová technológia sa zameriava na prekonanie tohto obmedzenia podporou tvorby nového minerálneho tkaniva s vlastnosťami pripomínajúcimi pôvodnú sklovinu.

Regenerovaná sklovina funguje ako prirodzená zubná sklovina

Výskumný tím testoval mechanickú pevnosť a odolnosť regenerovaného materiálu za podmienok navrhnutých tak, aby napodobňovali každodenné používanie. Tieto experimenty skúmali, ako novovytvorená sklovina reagovala na činnosti a expozície, ktorým zuby bežne čelia, vrátane čistenia zubov kefkou, žuvania a kontaktu s kyslými potravinami.

Výsledky boli povzbudivé. Podľa výskumníkov regenerovaná sklovina vykazovala mechanické vlastnosti porovnateľné so zdravou prírodnou sklovinou, čo naznačuje, že materiál by mohol poskytnúť viac než len dočasný ochranný povlak.

Dr. Abshar Hasan, postdoktorand a hlavný autor štúdie, vysvetlil, prečo je obnovenie vnútornej štruktúry skloviny také dôležité.

„Zubná sklovina má jedinečnú štruktúru, ktorá jej dodáva pozoruhodné vlastnosti, ktoré chránia naše zuby počas celého života pred fyzikálnymi, chemickými a tepelnými vplyvmi. Keď sa náš materiál aplikuje na demineralizovanú alebo poškodenú sklovinu alebo na obnažený dentín, materiál podporuje rast kryštálov integrovaným a organizovaným spôsobom, čím obnovuje architektúru našej prirodzenej zdravej skloviny. Testovali sme mechanické vlastnosti týchto regenerovaných tkanív za podmienok simulujúcich „reálne situácie“, ako je čistenie zubov, žuvanie a vystavenie kyslým potravinám, a zistili sme, že regenerovaná sklovina sa správa rovnako ako zdravá sklovina.“

Tieto zistenia naznačujú, že gél by mohol nakoniec ponúknuť spôsob, ako obnoviť pevnosť a ochrannú funkciu poškodenej skloviny, a nie len spomaliť ďalšie zhoršovanie. Laboratórne výsledky však zatiaľ nepreukazujú, ako dobre bude liečba u pacientov fungovať dlhodobo.

Nová éra opravy zubnej skloviny?

Okrem schopnosti regenerovať sklovinu výskumníci zdôrazňujú, že technológia bola vyvinutá s ohľadom na praktické aplikácie v zubnom lekárstve.

Gél je navrhnutý tak, aby bol bezpečný, jednoducho aplikovateľný a vhodný na výrobu vo väčšom meradle. Jeho všestrannosť by tiež mohla umožniť jeho začlenenie do niekoľkých typov zubných produktov, čo by potenciálne mohlo byť prospešné pre pacientov rôzneho veku s eróziou skloviny, citlivosťou zubov alebo inými problémami s obnaženým dentínom.

Profesor Alvaro Mata, vedúci katedry biomedicínskeho inžinierstva a biomateriálov na Nottinghamskej univerzite, viedol štúdiu a zdôraznil potenciál premeny tohto objavu na produkty, ktoré môžu používať zubní lekári.

„Sme veľmi nadšení, pretože technológia bola navrhnutá s ohľadom na lekára a pacienta. Je bezpečná, dá sa ľahko a rýchlo aplikovať a je škálovateľná. Technológia je tiež všestranná, čo otvára možnosť jej využitia vo viacerých typoch produktov na pomoc pacientom všetkých vekových kategórií, ktorí trpia rôznymi zubnými problémami spojenými so stratou skloviny a obnaženým dentínom. Tento proces sme začali s našou začínajúcou spoločnosťou Mintech-Bio a dúfame, že prvý produkt uvedieme na trh do budúceho roka; táto inovácia by mohla čoskoro pomáhať pacientom na celom svete.“

Výskumníci už začali pracovať na komercializácii prostredníctvom svojej spoločnosti Mintech-Bio s cieľom predstaviť prvý produkt už v roku po oznámení. Hoci ďalší vývoj a klinické overenie budú dôležité predtým, ako sa technológia stane zavedenou zubnou liečbou, jej schopnosť obnoviť štruktúru a pevnosť prirodzenej skloviny predstavuje sľubný pokrok.

Ak sa tento prístup u pacientov ukáže ako úspešný, mohol by zásadne zmeniť spôsob, akým zubári riešia stratu skloviny, a otvoriť tak možnosť obnovy povrchov zubov, ktoré sa predtým dali chrániť alebo obnoviť iba pomocou bežných zubných materiálov.