川北在线核心提示:原标题:浙大学者发明神奇牙齿修复药水 一种仿生修补液 只需两滴神奇药水就能长牙釉质,这不是天方夜谭。近日,浙江大学化学系教授唐睿康带领的研究团队发明出一种仿生修补液,在牙釉质的缺损处滴上两滴,就能在48小时内在缺损表面长出2.5微米晶体修复层,其成分、微观
原标题:浙大学者发明神奇牙齿修复药水 一种仿生修补液
只需两滴“神奇”药水就能“长”牙釉质,这不是天方夜谭。近日,浙江大学化学系教授唐睿康带领的研究团队发明出一种仿生修补液,在牙釉质的缺损处滴上两滴,就能在48小时内在缺损表面“长”出2.5微米晶体修复层,其成分、微观结构和力学性能与天然牙釉质几乎一致,并与原有组织无缝连结,浑然一体。
8月30日,国际学术期刊《科学进展》在线发表论文介绍,该研究团队发明了一种“药水”——仿生修补液,在牙釉质的缺损处滴上两滴,48小时内缺损表面能“长”出2.5微米晶体修复层,其成分、微观结构和力学性能与天然牙釉质几乎一致,并与原有组织无缝连结。
浙江大学化学系教授唐睿康、化学系博士刘昭明为该论文的共同通讯作者,化学系博士邵长鹆系第一作者。据浙江大学官网报道,刘昭明对团队的这次成果非常自信,“我们用了与人体相同的材料,实现了结构性的完全修复,和本体组织几乎一模一样。”
而德国著名生物矿化学家、康斯坦兹大学Helmut教授也给出高度评价:这是我所知道的迄今为止最好的牙釉质修复材料,有望在临床上真正实现牙釉质的原位修复。
人体最坚硬的“消耗品”
牙釉质,也称为珐琅质,是牙齿最外层的组织,为哺乳动物体内最坚硬的组织,其摩氏硬度(利用矿物的相对刻划硬度划分矿物硬度的标准)仅比金刚石略低,与水晶相当。
成熟的牙釉质96-99%由无机矿物(主要为钙和磷)组成,其他为水及有机物,这层半透明的物质厚度约为2毫米左右。
邵长鹆介绍,无机矿物含量高达96%的牙釉质近似于一层天然的无机晶体矿物。其主要是成分是羟基磷灰石晶体,其排布非常致密,纤维状的纳米羟基磷灰石首先通过紧密聚集形成直径约5微米的釉柱,然后这些釉柱进一步交叉排列形成高度有序的层级结构,让牙釉质坚如磐石。
正因如此,人类才能够用牙齿自如地切割、研磨食物。
但值得注意的是,牙釉质内部并不具有包括细胞在内的生物有机基质,它不会再生。人类的牙齿一旦由乳牙换成恒牙后,牙釉质就处于被不断消耗的过程不可能过程。口腔内残留食物在微生物作用下释放出酸类,以及酸性饮料等,则会加速牙釉质的消耗。
论文中提到,虽然牙釉质的形成是整个生物发育过程的一部分,但成熟的牙釉质是没有细胞的,损伤后基本不能自我修复。
可以说,龋齿,俗称的蛀牙等牙齿疾病,都从牙釉质的“失防”开始。而龋齿也是全球最常见的慢性疾病之一。
目前临床上常见的复合树脂、陶瓷等修补措施常用于“大洞”修补。此次唐睿康等人则从着眼于牙釉质的小面积缺损,补救时间也更为提前。
此前也有其他实验室的科学家尝试仿生矿化的方法,但由于牙釉质结构的复杂性,过去还无法有效获得与天然釉质多级结构一致的大面积修复层,达不到临床应用要求,也没能真正在牙齿上实现修复。
“理想的修复方法,应该是材料、结构、力学性能三者的统一,而且能实现原位修复。”刘昭明说。
从“填补”时代到“仿生再生”
唐睿康团队则从生物成骨过程启发。2000年前后,随着观测手段的进步,科学家得以观察到动物的成骨过程,“斑马鱼骨骼的生长,海胆的刺的生长,都是一个在无定形矿物层上实现晶体外延生长的过程。”刘绍明说。
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