En rotfyllning rankas högt på de flestas lista över fruktade tandingrepp. Även om den långa och ibland smärtsamma operationen lindrar smärtan av en infektion, en rotfyllning resulterar i en död tand utan levande mjukvävnad, eller tandmassa, inuti. I dag, forskare rapporterar utvecklingen av en peptidhydrogel utformad för att stimulera tillväxten av nya blodkärl och tandmassa i en tand efter proceduren.

Forskarna presenterar sina resultat idag vid det 256:e nationella mötet och utställningen av American Chemical Society (ACS).

"Det du slutar med efter en rotfyllning är en död tand, "Vivek Kumar, Ph.D., projektets huvudutredare, säger. "Den svarar inte längre. Det finns inga nervändar eller kärltillförsel. Så tanden är mycket känslig för efterföljande infektion och, i sista hand, faller ut."

Under en rotfyllning, tandläkaren borrar av toppen av en infekterad tand för att komma åt mjukvävnaden inuti. Tandläkaren tar sedan bort den infekterade tandmassan och fyller utrymmet med små gummistänger som kallas guttaperka och täcker den reparerade tanden med en krona.

Kumar och Peter Nguyen, Ph.D., vem som presenterar arbetet på mötet, ville utveckla ett material som kunde injiceras i stället för guttaperkan. Materialet skulle stimulera både angiogenes, eller tillväxt av nya blodkärl, och dentinogenes, eller spridning av stamceller för tandmassa, inuti tanden. Både Kumar och Nguyen är på New Jersey Institute of Technology.

Kumar drog på sin tidigare erfarenhet av att utveckla en hydrogel som stimulerar angiogenes när den injiceras under huden på råttor och möss. Hydrogelen, som är flytande under injektion, innehåller peptider som självbildas till en gel vid injektionsstället. Peptiderna innehåller en bit av ett protein som kallas vaskulär endoteltillväxtfaktor, vilket stimulerar tillväxten av nya blodkärl. Kumar, sedan en postdoktor vid Rice University, och hans medarbetare visade att den självmonterande peptidhydrogel stimulerade angiogenes och kvarstod under gnagarnas hud så länge som tre månader.

"Vi ställde frågan, om vi kan stimulera angiogenes i en lem, kan vi stimulera angiogenes i andra regioner som har lågt blodflöde?" säger Kumar. "En av regionerna vi verkligen var intresserade av var ett organ i sig, tanden." Så Kumar och Nguyen lade till en annan domän till den självmonterande angiogena peptiden:en bit av ett protein som får tandmassastamceller att föröka sig.

När teamet lade till den nya peptiden till odlade tandmassastamceller, de fann att peptiden inte bara fick cellerna att föröka sig, men aktiverade dem också att deponera kalciumfosfatkristaller - mineralet som utgör tandemaljen. Dock, när det injiceras under huden på råttor, peptiden bröts ned inom en till tre veckor. "Det här var kortare än vi förväntade oss, så vi gick tillbaka och gjorde om peptidstommen så att vi för närvarande har en mycket mer stabil version, säger Kumar.

Nu, teamet injicerar peptidhydrogelen i tänderna på hundar som har genomgått rotkanaler för att se om det kan stimulera dentala pulpans regenerering hos ett levande djur. Om dessa studier går bra, forskarna planerar att flytta hydrogelen till humana kliniska studier. De har lämnat patent på den omdesignade peptiden.

Hydrogelen i sin nuvarande form kommer sannolikt inte att minska invasiviteten eller smärtan av en rotkanal, men Kumar och Nguyen planerar framtida versioner av peptiden som innehåller antimikrobiella domäner. "Istället för att behöva slita ut allt inuti tanden, tandläkaren kunde gå in med en mindre borr, ta bort lite av massan och injicera vår hydrogel, " säger Kumar. Den antimikrobiella delen av peptiden skulle döda infektionen, bevara mer av den befintliga tandmassan, samtidigt som det hjälper till att växa ny vävnad. Och rotkanalen kanske inte längre är ett så fruktat ingrepp.