Oktopus-Saugnäpfe fixieren Zahnprothesen
Die Arbeitsgruppe hat erforscht, wie man den Prozess nachbilden könnte, der es Kraken ermöglicht, an rutschigen Oberflächen zu haften. Kraken haben „Saugnäpfe“ in ihren Tentakeln, die einen Unterdruck und ein Vakuum erzeugen, wodurch ein starker Sog entsteht, der sie an Steinen festhält.
Die Modelle halten doppelt so gut wie normale Prothesen
Die Idee war, Zahnprothesen mit ähnlichen Saugnäpfen zu versehen, die sich dann an der weichen Mundschleimhaut festsetzen. Die Wissenschaftler entwarfen 3-D-gedruckte Modelle von Ober- und Unterkieferprothesen mittels computergestütztem Design (CAD).
Das Team integrierte dann die winzigen „Saugnäpfe“ in 3-D-gedruckte Zahnprothesen, die dafür sorgen, dass diese an ihrem Platz bleiben.
Bei der Analyse zeigte sich, dass die Modelle einen besseren Halt als herkömmliche Prothesen hatten – allerdings glücklicherweise nicht so stark, dass die Träger sie nicht vollständig aus dem Mund nehmen konnten. Die Modelle hatten einen doppelt so hohen Halt wie normale Prothesen.
Die Wissenschaftler untersuchten dann, wie chemische Veränderungen dazu beitragen können, die Zahnprothesen an ihrem Platz zu fixieren. Anhand von Zahnprothesen aus Kunststoff zeigten sie, wie eine dünne Schicht Keratin – das gleiche Protein, das auch in Haut und Haar vorkommt – eine chemische Verbindung mit dem Keratin der Mundschleimhaut bildet. Dies verbessert den Halt zusätzlich und ist zudem für das Auge unsichtbar – ohne Einfluss auf das Aussehen der Prothese.
„Diese Forschung verbindet Natur und Technologie, um eine seit langem bestehende Herausforderung für Zahnprothesenträger anzugehen“, sagt Hauptautor Dr. Sherif Elsharkawy, Leiter der Abteilung Prothetik am King's College London. „Indem wir die ausgeklügelten Haftstrategien von Oktopus-Saugnäpfen nachahmen, haben wir einen Prototypen entwickelt, der selbst in den anspruchsvollsten Mundumgebungen verbesserten Halt und Komfort bietet.“
„Biomimikry“ löst reale medizinische Probleme
Diese Arbeit zeigt die Leistungsfähigkeit von „Biomimikry“ bei der Lösung realer medizinischer Herausforderungen, betont Dr. Eda Dzinovic, Forscherin für Dentalmaterialien am King's College London. Es sei inspirierend zu sehen, wie Erkenntnisse aus der Natur in Kombination mit modernsten Fertigungstechniken zu Innovationen führen können, die sowohl die Funktionalität als auch die Patientenzufriedenheit verbessern.
Insgesamt 11 Prozent der britischen Bevölkerung tragen eine Zahnprothese.
