Handzahnbürste erzeugt Strom aus jeder Putzbewegung – bekämpft Bakterien und reduziert Zahnbelag um 40 Prozent
Die neuartige Zahnbürste entfernt Zahnbelag mechanisch und erzeugt beim Putzen elektrische Ladungen, die Bakterien bekämpfen können. Getestet wurde sie drei Monate lang an 115 Erwachsenen.
Zähneputzen könnte künftig mehr leisten als nur Beläge entfernen: Neuartige Zahnbürstenborsten erzeugen bei jeder Bewegung elektrische Ladungen, die schädliche Mundbakterien bekämpfen können – ganz ohne Batterie. © Pexels
Zähneputzen entfernt Zahnbelag, doch die Bakterien im Mund bilden ihn immer wieder neu. Einige dieser Mikroorganismen greifen den Zahnschmelz an, andere können Entzündungen des Zahnfleisches auslösen. Chinesische Wissenschaftler haben nun eine Zahnbürste entwickelt, die mehr kann als nur reinigen: Die Zahnbürste erzeugt Strom beim Putzen und nutzt die dabei entstehenden elektrischen Ladungen, um schädliche Bakterien zu bekämpfen. In einem dreimonatigen Test mit 115 Erwachsenen ging der Zahnbelag um rund 40 Prozent zurück. Bei herkömmlichen Zahnbürsten waren es lediglich etwa 15 Prozent.
Das Besondere daran: Die Zahnbürste benötigt weder Batterie noch Akku. Sie nutzt die mechanische Energie der Putzbewegung, um elektrische Ladungen zu erzeugen, die chemische Reaktionen im Speichel auslösen. Ein Forschungsteam von der Peking University beschreibt die Technologie im Fachjournal Science Advances.
Im Versuch nahmen nicht nur die Zahnbeläge ab, sondern auch Zahnfleischentzündungen und Zahnfleischbluten. Damit könnte ein alltäglicher Vorgang künftig zwei Aufgaben gleichzeitig erfüllen: die Zähne reinigen und krankmachende Bakterien bekämpfen.
Wie die neue Zahnbürste beim Putzen Strom erzeugt
Die Borsten bestehen aus Polyvinylidenfluorid, kurz PVDF, einem Kunststoff mit besonderen elektrischen Eigenschaften. Wird das Material gebogen oder zusammengedrückt, entstehen elektrische Ladungen. Dieses physikalische Prinzip heißt Piezoelektrizität und kommt unter anderem in Sensoren zum Einsatz.
Die Ladungen lösen im Speichel chemische Reaktionen aus. Dabei entstehen sogenannte reaktive Sauerstoffspezies, die Zellmembranen von Bakterien beschädigen können. Dadurch wird es für die Mikroorganismen schwieriger, sich zu vermehren und schützende Beläge zu bilden.
Warum gewöhnliches Zähneputzen nicht alle Bakterien beseitigt
Auf den Zähnen bildet sich ständig ein dünner Belag aus Speichelbestandteilen und Mikroorganismen. In diesem sogenannten Biofilm leben zahlreiche Bakterien. Einige produzieren Säuren, die den Zahnschmelz angreifen. Andere können Entzündungen des Zahnfleisches begünstigen. Auch nach gründlichem Putzen bilden sich solche Beläge erneut.
Laborversuche bestätigten die antibakterielle Wirkung der neuartigen Borsten. Untersucht wurde unter anderem Porphyromonas gingivalis, ein Bakterium, das bei der Entstehung von Parodontitis eine wichtige Rolle spielt.
Drei Monate Zahnpflege mit 115 Erwachsenen
Für den Praxistest verwendeten 115 Erwachsene über drei Monate entweder die neu entwickelten Zahnbürsten oder herkömmliche Modelle mit Nylonborsten. Alle Teilnehmer erhielten vergleichbare Anweisungen zur Zahnpflege.
Die Untersuchungen zeigten mehrere Unterschiede:
- Weniger Zahnbelag: Die gemessenen Belagwerte gingen mit der neuen Zahnbürste um rund 40 Prozent zurück, gegenüber etwa 15 Prozent bei gewöhnlichen Bürsten.
- Weniger Zahnfleischentzündungen: Auch Entzündungen und Zahnfleischbluten nahmen bei den Nutzern der neuen Borsten stärker ab.
- Veränderte Mundflora: Genetische Analysen ergaben einen geringeren relativen Anteil mehrerer Bakterienarten, die mit Erkrankungen im Mund in Verbindung stehen.
Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die neuartigen Borsten über die mechanische Reinigung hinaus einen zusätzlichen antibakteriellen Effekt erzielen können.
Wann die neue Zahnbürste auf den Markt kommen könnte
Anders als herkömmliche elektrische Zahnbürsten benötigt die Entwicklung keinen Motor, um ihre antibakterielle Funktion zu erfüllen. Die dafür erforderliche Energie entsteht allein durch die Bewegung der Borsten. Ein möglicher Vorteil wäre der Verzicht auf zusätzliche elektronische Bauteile und eine Stromversorgung.
Für eine breite Anwendung fehlen allerdings noch Langzeitdaten. Die bisherigen Untersuchungen reichen nicht aus, um die Sicherheit bei jahrelanger Nutzung zu beurteilen. Ebenso ist bislang nicht nachgewiesen, dass die Technologie langfristig Karies oder Parodontitis verhindern kann.
Wann die Zahnbürste auf den Markt kommen könnte, ist noch offen. Bis dahin bleiben fluoridhaltige Zahnpasta, regelmäßiges Zähneputzen und die Reinigung der Zahnzwischenräume die wichtigsten Maßnahmen zur Vorbeugung von Zahnerkrankungen.
Kurz zusammengefasst:
- Eine neuartige Zahnbürste erzeugt beim Putzen ohne Batterie elektrische Ladungen, die chemische Reaktionen auslösen und schädliche Mundbakterien bekämpfen können.
- In einem dreimonatigen Test mit 115 Erwachsenen verringerte die Zahnbürste den Zahnbelag um rund 40 Prozent, während herkömmliche Bürsten nur etwa 15 Prozent erreichten.
- Ob die Technologie langfristig Karies und Zahnfleischerkrankungen verhindern kann, ist noch unklar; dafür sind größere und längere Studien notwendig.
Übrigens: Eine in Dresden entwickelte Zahnschiene soll Zahnbelag mithilfe winziger Ultraschall-Bläschen in nur vier Minuten entfernen – ganz ohne manuelles Zähneputzen. Erste Prototypen funktionieren bereits, klinische Wirksamkeitsnachweise fehlen allerdings noch; mehr dazu in unserem Artikel.
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