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两滴药水修复牙釉质,从此远离牙医?

2019-09-20 07:23:06  

浙江大学化学系唐睿康教授团队于8月30日在Science Advances(《科学进展》)杂志上发表了一篇关于“修复牙釉质”的论文,引起业内热议。

生化试剂耗材 

论文称“浙江大学化学系的唐睿康教授带领的研究团队发明出了一种仿生修补液,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,也就是人工牙釉质。”神奇的是,这种人工牙釉质成分、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。已达到了“以假乱真”的效果,即便是牙医也不能通过已有的经验分辨出修复前后的牙釉质。

德国著名生物矿化学家、康斯坦兹大学Helmut C?lfen教授评价说: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。

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牙釉质修复被称为是仿生领域一项最“硬”的挑战。主要原因为,牙釉质是牙冠外层的白色半透明的钙化程度最高的坚硬组织。资料显示,牙釉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。这层包裹于牙齿表面的半透明的物质,厚度约为2毫米左右,其无机矿物含量高达96%。它的功用除了咬碎食物之外,也可以保护下层的牙本质,是人体中最坚硬的物质。并且,牙釉质内部并不具有包括细胞在内的生物有机基质,所以不会再生。人的牙齿由乳牙换成恒牙后,牙釉质就处于被不断消耗过程中。口腔内的残留食物在微生物作用下释放出酸类,人本身也会摄入酸性饮料,导致牙釉质损耗加速。

多年来,常见的补牙材料,例如复合树脂、陶瓷和汞合金等,它们几乎发挥着“填料”的功能,适用于“大洞”修补,但对小缺小裂却填不进去,并且与天然组织之间也不能完全结合。在其他一些实验室,科学家还尝试了仿生矿化的方法,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。

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唐睿康团队提出了一种全新的修复策略,有望将牙修复从“填补”时代带入到“仿生再生”阶段。据浙江大学学术委员会官网介绍,研究团队成员将富含磷酸钙团簇的溶液,用滴管滴在人工龋齿表面,随后将其放入到一个模拟口腔唾液环境的溶液中。接下来的48小时里,虽然肉眼看不出任何变化,但事实上,牙齿表面已经发生了“翻天覆地”的进展——牙釉质长出来了。这个仿生矿化前沿能完全地结合在需要修补的牙釉质界面上,同时能引导接下来晶体的外沿生长,让羟基磷灰石长出类似于釉柱结构的晶体,并朝特定的方向有序排列。实验测量显示,48小时后,牙釉质“长”高了2至3微米。

在研究过程中,团队成员还进一步测试了修复材料的力学性能,实验人员用纳米压痕技术测试牙釉质修复层的力学强度。结果显示,长出来的人工牙釉质,其硬度和弹性模量与天然牙釉质的数值几乎相同。也就是说,团队不但在结构、外形上修复了牙釉质,在力学性能上也实现了修复。

而在临床医生看来,这几乎是目前最接近临床应用的实验室产品。当然,如果要真正实现临床应用,该项技术还需经历严格的动物实验和临床验证。“虽然我们实现了天然牙釉质的结构性原位修复,但牙缺损形式繁多,下一步需要针对不同的情况进一步研发修复模型,确保可控与有效。”团队成员之一、浙江大学化学系博士邵长鹆说。

 

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