Hydroxylapatit und künstlicher Zahnschmelz

Die Illustration zeigt einen Zahn auf blauem Hintergrund, der von einem schützenden Ring umgeben ist.

Hydroxylapatit, der Hauptbestandteil des Zahnschmelzes, schützt die Zähne vor Reizen und Schäden. Über die Zeit nutzt sich das Zahnmineral jedoch ab. Durch den Einsatz von künstlichem Zahnschmelz – auch biomimetischer Hydroxylapatit genannt – in den Bioniq® Zahnpflegeprodukten, lässt sich die Zahngesundheit durch tägliche Anwendung unterstützen und beschädigter Zahnschmelz reparieren.

Was ist Hydroxylapatit?

Hydroxylapatit ist ein Mineral aus der Gruppe der Calciumphosphate und zeichnet sich durch seinen sehr hohen Härtegrad aus. Er ist Bestandteil unserer Knochen und Zähne. Während Knochen zu etwa 60 Prozent aus Hydroxylapatit bestehen, ist der Hydroxylapatit-Gehalt in unseren Zähnen weitaus höher. Im Zahn setzt sich das innen liegende Zahnbein (Dentin) zu ca. 70 Prozent aus dem Mineral zusammen. Der äußere Teil, der Zahnschmelz besteht sogar zu ca. 97 Prozent aus Hydroxylapatit, was ihn zu der härtesten Substanz unseres Körpers macht. Hydroxylapatit sorgt für die Festigkeit und Stabilität unseres Körpers und unserer Zähne.

Alles in allem: Hydroxylapatit ist ein ziemlich potenter Stoff. Jedoch nutzt sich vor allem der im Zahnschmelz enthaltene Hydroxylapatit im Laufe der Zeit natürlicherweise ab und kann nicht vom Körper reproduziert werden.

Was beschädigt Hydroxylapatit?

Die Abbildung zeigt einen Zahn, der auf der linken Hälfte mit Bakterien übersät und auf der rechten Hälfte strahlend weiß ist.

Obwohl der mineralische Apatit sehr widerstandsfähig ist, ist er nicht unverwundbar: Im Laufe des Lebens nutzt sich der Zahnschmelz durch das tägliche Kauen ab. In einem sauren Milieu mit einem pH-Wert unter ca. 4,5 wird Hydroxylapatit zudem langsam aus dem Zahnschmelz gelöst. Bakterien, die natürlicherweise in unserer Mundflora vorkommen, zersetzen Zucker und produzieren dabei Säuren. Diese Säuren greifen den Zahnschmelz an: Karies entsteht.

Zusätzlich können säurehaltige Lebensmittel, wie z. B. Säfte und Limonaden, diesen Effekt verstärken. Die in Säften enthaltene Fruchtsäure oder Zusätze in Limonaden, bspw. Zitronensäure, sind ebenfalls schädlich für die kristallinen Verbindungen im Zahnschmelz.

Auch mechanische Reize können zu einer Abnutzungserscheinung führen: Durch Zähneknirschen wird vor allem der Zahnschmelz auf den Kauflächen nach und nach abgetragen. Aber auch durch eine aggressive Zahnputztechnik oder den Einsatz von Zahnbürsten mit harten Borsten kann der Zahnschmelz beschädigt und quasi weggeputzt werden.

Warum ist Hydroxylapatit wichtig?

Die äußerste Schicht des Zahns, der Zahnschmelz, besteht zu einem besonders hohen Anteil von ca. 97 Prozent aus Hydroxylapatit. Der Zahnschmelz schützt die darunter liegenden Schichten vor dem Eindringen von Bakterien, die Zahnkrankheiten wie Karies verursachen und bis zum Absterben des Zahns führen können.

Darüber hinaus verschließt er die kleinen Zahnkanäle (Dentintubuli) gegenüber äußeren Einflüssen. Schmerzempfindliche Zähne bei Kälte, Wärme oder dem Verzehr von sauren oder süßen Lebensmitteln können ein Anzeichen für freiliegendes Dentin und den Verlust von Hydroxylapatit sein.

Der Stoff hat zudem noch einen kosmetischen Effekt. Hydroxylapatit ist weiß. Durch den hohen Anteil im Zahnschmelz scheinen auch unsere Zähne weißer. Das darunter liegende Dentin besteht zwar auch noch zu etwa 70 Prozent aus Hydroxylapatit, erscheint aber im Vergleich deutlich gelblicher. Somit sind ein intakter Zahnschmelz und Hydroxylapatit wichtig für natürlich weiße Zähne.

Lässt sich der natürliche Verschleiß des Zahnschmelzes aufhalten? Bedauerlicherweise kann der Körper die Substanz nicht selbst herstellen. Die Wissenschaft hat jedoch einen Weg gefunden, Hydroxylapatit nachzubilden und Zahnpflegeprodukten zuzuführen. So wird Zahnschmelz bei jedem Zähneputzen „draufgeputzt" statt abgenutzt.

Hydroxylapatit aus der Bionik

Eine Laborantin betrachtet eine Zahnpastaprobe durch ein Mikroskop.

Glücklicherweise kann Zahnschmelz durch den Fortschritt und Innovationen in der Zahntechnik heute nachgebildet werden. Der sogenannte künstliche Zahnschmelz ist bionischer bzw. biomimetischer Hydroxylapatit und basiert auf dem Prinzip der Bionik. Das Wort Bionik beschreibt die Kombination aus Biologie und Technik. Es geht dabei darum, ein natürliches Phänomen auf ein technisches System anzuwenden. Diese Idee wurde bereits bei vielen Alltagsgegenständen erfolgreich umgesetzt:

  • Die Kameralinse wurde dem menschlichen Auge nachempfunden 
  • Saugnäpfe sind von den Tentakeln des Oktopus inspiriert 
  • Der Klettverschluss basiert auf den besonderen Fähigkeiten von Kletten sich ineinander zu verhaken 
  • Der wasser- und schmutzabweisende Lotus-Effekt 
  • Helikopter sind vom Libellen-Flug inspiriert 
  • Die Haut von Wüstensandfischen ist dank feiner Querrillen unglaublich glatt – was sie zum idealen Vorbild für die Oberfläche von Solaranlagen macht 
  • Die kleinen Löcher in der Samenkapsel der Mohnpflanze waren Ideengeber für den Salzstreuer 
  • Die besondere Fähigkeit von Spechten beeinflusste die Erfindung des Presslufthammers 
  • Die Form der Forelle war Schablone für den Zeppelin 
  • Für Taucheranzüge wurde die Haut von Haien kopiert, um die Reibung zwischen Wasser und Körperoberfläche zu minimieren 

Dies sind nur einige der vielen Beispiele aus der Bionik. Die Natur ist deshalb ein beliebtes Vorbild, weil wir wissen, dass sie funktioniert. Diese Systeme haben sich teilweise über Jahrtausende bewährt und in der Evolution durchgesetzt. Unsere Zahnpflegeproukte mit Hydroxylapatit sind ein weiteres erfolgreiches Beispiel!

Biomimetischer Hydroxylapatit in den Bioniq® Produkten

Bioniq Repair-Produkte mit künstlichem Zahnschmelz

Die meisten Errungenschaften der Bionik bringen technische Gerätschaften hervor. Mit der Herstellung von biomimetischem Hydroxylapatit ist es nicht nur gelungen, einen mineralischen Stoff nachzubilden, sondern auch ihn mit einer Zahncreme zu verbinden. Daher tragen die Bioniq® Produkte die Verbindung aus Natur und Technik auch im Namen.

Alle Zahncremes und die Zahn-Milch von Bioniq® enthalten biomimetischen Hydroxylapatit als innovativen Wirkstoff, der auch als künstlicher Zahnschmelz bekannt ist. Mit dem Wirkstoff können wir den Zähnen zurückgeben, was sie benötigen, um lange gesund zu bleiben.

Die mikrokristalline Struktur des Hydroxylapatits lagert sich direkt beim Zähneputzen an der Zahnschmelzoberfläche an. Dadurch können kleinste Risse und poröse Stellen im Zahnschmelz repariert werden. Bei einer täglichen Verwendung der Zahncremes von Bioniq® fühlen sich die Zähne nicht nur glatter an, sie bleiben auch länger sauber, da Bakterien schlechter an der geglätteten Zahnoberfläche anhaften können. Zusätzlich wird Schmerzempfindlichkeit reduziert.

Zahlreiche Studien belegen zudem den positiven Effekt von biomimetischem Hydroxylapatit auf die Zahngesundheit. Überzeugen Sie sich selbst!

Die Bioniq® Produkte mit künstlichem Zahnschmelz

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Dr. Frederic Meyer

Wissenschaftlich geprüft von:

Dr. Frederic Meyer
Senior Scientist
am 12.10.2023

Karoline Bauch

Redaktionell geprüft und bearbeitet von:

Karoline Bauch
Referentin Unternehmenskommunikation