Ztráta zubů nebo potíže s chrupem postihují neustále miliony lidí po celé planetě. Přes veškerý pokrok v medicíně nedokáží zatím protézy nebo implantáty plně obnovit přirozenou funkci tak potřebných částí těla. Vypadá to ale, že britští experti přišli se zcela přelomovým výzkumem. Ten má dovolit pěstovat zcela biologické zubní náhrady
Kouzlo jménem hydrogel
Tým z King’s College London a Imperial College London vyvinul zcela nový typ biokompaktního materiálu. Jedná se o hydrogel, který je právě pro vývoj a růst tzv. zubních organoidů zcela ideálním prostředím. Trojrozměrné struktury pak napodobují přirozený vývoj zubu. Jsme tak na cestě k plně biologickým zubním náhradám.
Nastavení prostředí
Zuby patří k nejtvrdším částem lidského těla, přežívají požáry a další katastrofy. Klíčovou vlastností hydrogelů je podle studie skutečnost, že dovolují přesně kontrolovat mechanické vlastnosti materiálu. „Vyladili jsme vlastnosti hydrogelů změnou koncentrace želatiny,“ vysvětlují autoři výzkumu.
Totožný vývoj
Pro zubní organoidy byl nejlepším hydrogelem poněkud řidší. Během kultivace v něm vznikly velmi dobré zubní struktury, na kterých bylo patrné zcela přirozené uspořádání vrstev a tkání. Vše se tak podobalo vývoji skutečného zubu. Zjednodušeně v gelu vznikly dva hlavní typy buněčných vrstev, tedy zubní sklovina (epitel) a vnitřní tkáň, ze které vzniká následně dentin a zubní dřeň (mezenchym).
Základ z myší
Pro základ neboli jakési „semínko“ zubu použili vědci dva typy buněk získané z myších embryí. Ty spolu musí navíc komunikovat, mají-li vytvořit skutečnou zubní struktury z několika vrstev. „Cílem regenerativní stomatologie je vytvořit celý zub bioinženýrskými postupy. To vyžaduje replikaci interakce mezi zubním epitelem a mezenchymem,“ zdůrazňuje studie.
Použitím fluorescenčního značení si pak vědci ověřili, jak spolu buňky komunikují a fungují. V optimalizovaném prostředí se oba typy spojily a začaly tvořit organizované struktury. V tužších verzích k tomu nedošlo.
Karlův most, Karlštejn i univerzita: Jak Karel IV. proměnil Prahu v tajnou metropoli Evropy
Skutečné zuby, ne pouze „jako“
Přestože je celá věc v raném stádiu, rodí se už teď několik klíčových výhod. Hlavní je v plné integraci do čelisti pacienta. Půjde o zub s vlastním nervovým i cévním zásobením, čímž budou schopné reagovat na okolní podněty stejně jako původní zuby. Pro pacienta by to znamenalo nejen estetickou, ale hlavně funkční náhradu se schopností adaptace.
S tím se pojí i dlouhodobá trvanlivost „plodu“ bez nutnosti pravidelných výměn. Právě to je u současných protéz i zubů častý problém. Na organoidech se dají také testovat léky, případně je možné je nakazit zubními chorobami a studovat jejich vývoj. Nabízí se tak nové možnosti pro léčbu a prevenci.
Cesta do praxe
V praxi čeká na zuby hlavně přechod od myších buněk k lidským, které vyžadují zcela jiné podmínky. Současně je problém v optimalizaci tvaru a velikosti. Napodobení vývoje růstu „na míru“ konkrétnímu místu v čelisti je tak pro laboratoře opravdu výzvou. Jsme tak na prvních metrech opravdu slibné cesty.
