牙釉是人体内最坚硬的物质,也是不可替代的。在全世界范围内,数十亿人受到牙釉质脱落引起的蛀牙的影响,但是新的研究为结束这一全球性问题提供了新的希望。

中国科学家已经开发出一种溶液,能够有效地复原受损牙釉质的外表面,他们使用了一种材料来模拟牙齿保护层自然矿化的过程。

牙釉质是在生物矿化过程中形成的,成釉细胞分泌蛋白质,这些蛋白质最终硬化成我们牙齿坚硬的外层。问题是成釉细胞只在牙齿发育期间出现,这意味着我们的成熟牙齿在形成后几乎没有自我修复的天然能力。

科学家们已经尝试了一系列人工诱导釉质重新矿化的方法,但是根据浙江大学研究人员的说法,之前的尝试大部分都失败了,因为复杂的釉质晶体结构从未在实验室成功复制。

由仿生学家和材料科学家刘兆明领导的研究人员在他们的研究报告中写道:“我们在这里揭示了一种合理设计的由磷酸钙离子团簇组成的材料,可以用来产生一个前驱层来诱导釉磷灰石的外延晶体生长,这模拟了自然界硬组织发育的生物矿化晶体。”

这项研究小组称之为世界第一的成就是一种新型的磷酸钙离子簇,直径只有1.5纳米。这些微小颗粒随后被一种叫做三乙胺的化学物质稳定在乙醇中,以防止它们聚集在一起。

当他们把这种凝胶状的材料应用到病人捐赠的人类牙齿上时,这种超小的聚集体成功地融合到了天然牙釉质的鱼鳞状结构中,复制了牙齿表面不易分辨的同样坚硬的修复层,在48小时内修复层的厚度达到了2.8微米。

虽然这比一整层天然牙釉质薄了很多,但是研究小组认为使用这种溶液重复涂层可以有效地增厚人造牙釉质,并且对这种材料的进一步改进可以增加其厚度。

刘教授告诉媒体:“我们新生的牙釉质具有与天然牙釉质相同的结构和相似的力学性能。我们希望用单种材料的填充物就能实现牙釉质的再生,如果一切顺利,我们希望在一到两年内开始人体试验。”

为了达到这个时间期限,研究小组需要证明他们的材料是安全的,特别是考虑到稳定剂三乙胺的毒性。研究人员表示,在这个过程中,三乙胺在乙醇中蒸发,所以不会构成风险,目前正在小鼠身上测试,为临床试验做准备。

对于这项研究的成果,北京大学的生物医学研究员陈海峰在《南华早报》上评论道:“虽然这种物质很神奇,但预防是最好的方法。我们永远不应该等到损害已经造成,我们的牙齿是大自然的奇迹,人工替代永远不会起到同样的作用。”

sciencealert


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