25.03.2010 | Allgemeine Zahnheilkunde

Nano-Dental-Materialien aus der Tiefsee

Forscher der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz arbeiten zusammen mit Kollegen der Tsinghua University und der Academy of Geological Sciences in Peking an der Entwicklung neuartiger Materialien für den Zahn- und Knochenersatz. Sie nutzen dabei Erkenntnisse, die sie bei Untersuchungen zur Biosynthese anorganischer Verbindungen durch Tiefsee-Organismen gewonnen haben.  

Tiefsee-Schwämme besitzen die Fähigkeit, Silikat durch Enzyme zu synthetisieren („Biosilikat“). Die Hybrid-Zusammensetzung aus anorganischen und organischen Komponenten verleiht dem Material exzellente mechanische Eigenschaften. Neben diesen eukaryotischen Organismen stehen aber auch Prokaryonten im Fokus: Bakterien, die am Boden der Tiefsee in Manganknollen leben. Die Wissenschaftler konnten nun erstmals zeigen, dass die Mineralisation in den Knollen von den endolithischen Bakterien biologisch induziert wird. In beiden Fällen handelt es sich um Biomineralisationsprozesse, aus denen komplexe Hybrid-Materialien entstehen.  

Im Rahmen des Projekts sollen die molekularen Mechanismen untersucht werden, die der Bildung von Metall-Oxiden durch Organismen zugrunde liegen. Anschließend ist geplant, die Gene der beteiligten Enzyme zu identifizieren, zu klonieren und zu exprimieren. Die rekombinant hergestellten Enzyme oder Proteine können zur Synthese neuartiger Komposit-Materialien verwendet werden, die bei Knochenbrüchen und -erkrankungen eingesetzt werden sowie als Zahnersatz dienen können.  

• Nanotechnik aus der Tiefsee. Mitteilung der Universitätsmedizin der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz, 23. Februar 2010