它是人體中最堅硬的物質,無可取代。 在世界各地,數十億由於琺瑯質流失,人們都受到蛀牙的影響,但新的研究為解決這個全球性問題提供了新的希望。
中國科學家開發出一種液體溶液,可以有效使受損的外表面重新生長琺瑯質,使用模仿我們牙齒保護外層自然礦化過程的材料。
牙釉質是在生物礦化過程中形成的,其中細胞稱為成釉細胞分泌的蛋白質最終會硬化成我們牙齒堅硬的外層。
問題是成釉細胞只存在於牙齒發育過程中,這意味著我們成熟的牙齒在形成後幾乎沒有自然的自我修復能力。
科學家們嘗試了一種方法範圍人工誘導琺瑯質再礦化,但浙江大學的研究人員表示,先前的嘗試大多失敗了,因為琺瑯質複雜的晶體結構從未在實驗室中成功複製。
團隊在一篇新論文中建議,至少在此之前不會。
「我們在此揭示,一種由磷酸鈣離子簇組成的合理設計的材料可用於產生前體層,以誘導牙釉質磷灰石的外延晶體生長,這模擬了自然界中硬組織發育的生物礦化晶體-非晶態邊界,”由仿生學和材料科學家劉兆明共同領導的研究人員,在他們的學習中寫下。
團隊所取得的成就被譽為世界第一,需要一種新型磷酸鈣離子簇 (CPIC),其直徑僅 1.5 奈米(約十億分之一公尺)。
然後將這些微小顆粒用一種稱為三乙胺的化學物質穩定在乙醇溶液中,以防止它們聚集在一起。
當他們的凝膠狀材料應用於患者捐贈的人類牙齒時,超小的簇成功地融合到天然牙釉質的魚鱗狀結構中,複製了牙齒的塗層,並形成了一層難以區分且同樣堅硬的修復層。
(Zhejiang University)
多於:修復6小時、12小時、48小時後的人類琺瑯質。 原生琺瑯為藍色,修復琺瑯為綠色。
雖然這比全層天然琺瑯質薄數百倍,但該團隊認為,用 CPIC 溶液重複塗層可以有效地增厚人造琺瑯質,並且對材料的進一步改進可以增加其厚度。
「我們新再生的琺瑯質與原生琺瑯質具有相同的結構和相似的機械性能,」劉告訴我們天空新聞。
“我們希望在不使用包含完全不同材料的填充物的情況下實現牙釉質再生,我們希望,如果一切順利,在一到兩年內開始在人體中進行試驗。”
為了滿足這個時間要求,團隊需要證明他們的材料是安全的——特別是因為人們擔心用作穩定化合物的三乙胺的毒性。
研究人員表示,這種化學物質在過程中會在乙醇中蒸發,因此不會構成風險,目前正在小鼠身上測試這種物質,以期達到預期的效果臨床試驗。
同時,專家表示可能需要幾年在這種材料進入當地牙醫的臨床使用之前——前提是未來的測試表明它既安全又有效。
在此之前,關於牙齒健康的傳統建議仍然一如既往地合理。
「預防是最好的方法,」未參與研究的北京大學生物醫學研究員陳海峰告訴《科學》雜誌。南華早報。
“我們永遠不應該等到損害已經造成。我們的牙齒是大自然的奇蹟。人工替代永遠無法達到同樣的效果。”
研究結果報告於科學進步。