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未来蛀牙的救星,科学家开发出能直接修复珐琅质的凝胶

2024-11-02 212


珐琅质是人体最坚硬的组织,作用为保护下层牙本质,缺点是无法自我修复,多年来,科学家一直在寻找有效代替珐琅质保护牙本质的材料。最近中国浙江大学科学家找到能直接让珐琅质再生的方法,最快 1~2 年可进行人体试验。

蛀牙是件让人痛苦万分却又寻常不过的事,根据 2017 年发表的一篇大数据研究,龋齿高居 2016 年全球疾病流行率之冠,当年约 24.4 亿人罹患龋齿、4.86 亿名儿童的乳牙有蛀牙现象。

珐琅质(也称牙釉质)非常坚硬,根据摩氏硬度(相对硬度的表示方法),珐琅质的硬度比金刚石略低,与水晶相当,是人体最硬的天然生物材料,然而一旦受损不会自行复原,只能寻求牙医清除坏死组织,然后用树脂或金属合金填补坑洞;此外,填充物也不是一劳永逸的解决方法,时间久了会变松脱落,细菌一看有缝可钻,又开始从原本蛀牙的地方继续往下侵蚀到牙神经,最终那颗牙齿只能宣告阵亡。

所幸科学家一直在开发各种挽救牙齿的方法,比如利用干细胞培养的填充物再生牙髓组织、再生牙本质,而现在,中国浙江大学团队找到了再生牙齿护盾──珐琅质的方法。

论文第一作者、浙江大学化学系博士邵长鹆解释,珐琅质的主要成分是羟基磷灰石,排布非常致密,纤维状的奈米羟基磷灰石紧密聚集形成直径约 5 微米的釉柱,接着这些釉柱进一步交叉排列形成高度有序的层级结构,让珐琅质坚如磐石,于是我们能够自如地研磨、咬断食物。

实验中,研究人员首先将珐琅质关键成分:钙、磷酸盐与化学化合物三甲胺混合,制备成一种新型凝胶,内含极微小(直径 1.5 奈米)的磷酸钙簇,接着把凝胶涂在羟磷灰石上,实验结果显示,这种凝胶成功在 48 小时内形成一层非常薄的新珐琅质。

▲ 珐琅质修复过程。蓝色为天然珐琅质,绿色为再生的珐琅质。

透过显微镜观察,研究人员确认这种人工涂层与天然珐琅质拥有相似的晶体结构,虽然厚度仅 2.5 微米──比未受损的天然珐琅质薄 400 倍,还有待改善,但浙江大学表示,德国名化学家、康斯坦茨大学 Helmut Cölfen 教授评价指出:“这是我知道迄今最好的珐琅质修复材料。”

目前,研究团队希望可在小鼠实验测试凝胶功效,并在 1~2 年内进行最终人体实验,有朝一日,这种材料或许能彻底改变我们治疗蛀牙的过程──不再需要填充物,只要两滴修补液就能再生珐琅质。新论文发表在《科学前缘》(Science Advances)期刊。

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(图片来源:浙江大学)

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