未来蛀牙的救星,科学家开发出能直接修复珐琅质的凝胶

珐琅质是人体内最坚硬的组织,作用为保护下层牙本质,缺点是无法自我修复,多年来,科学家一直在寻找能有效代替珐琅质保护牙本质的材料。然而最近,中国浙江大学科学家找到了一种能直接让珐琅质再生的方法,最快1~2年内可进行人体试验。

蛀牙是件让人痛苦万分却又寻常可见的事,根据2017年发布的一篇大数据研究,龋齿高居2016年全球疾病流行率之冠,当年约24.4亿人患龋齿、4.86亿名儿童的乳牙出现蛀牙现象。

珐琅质(也称牙釉质)非常坚硬,根据摩氏硬度(一种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,是人体中最硬的天然生物材料,然而一旦受损就不会再自行恢复,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,时间久了它会变松脱落,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,最终那颗牙齿只能声明阵亡。

所幸科学家一直在开发各种能挽救牙齿的方法,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,其排布非常致密,纤维状的纳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。

而在实验中,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,内置极微小(直径1.5纳米)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。

通过显微镜观察,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,虽然它的厚度仅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,德国著名化学家、康斯坦茨大学Helmut Cölfen教授评价指出:“这是我所知道迄今为止最好的珐琅质修复材料。”

目前,研究团队希望可以在小鼠实验中测试凝胶功效,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。新论文发布在《科学前缘》(Science Advances)期刊。

(图片来源:浙江大学)