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          浙江大学发明神奇药水:滴上两滴可“长”出牙釉质

          2019-09-22 12:54:08 IT之家 远洋 编辑:琳达 浏览数:24智学网

          IT之家9月3日消息 据浙江大学官网报道,浙江大学化学系的唐睿康教授带领的研究团队发明了一种“药水”——仿生修补液,在牙釉质(enamel)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...

          IT之家9月3日消息 据浙江大学官网报道,浙江大学化学系的唐睿康教授带领的研究团队发明了一种“药水”——仿生修补液,在牙釉质(enamel)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。论文8月30日在线发表在Science Advances(《科学进展》)杂志。论文第一作者为化学系邵长鹆博士,共同通讯作者为化学系刘昭明博士。

          德国著名生物矿化学家、康斯坦兹大学Helmut Cölfen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。

          资料显示,牙釉质的摩氏硬度(一种相对硬度的表示方法)比金刚石略低,与水晶相当,是人体中最硬的天然生物材料。自恒牙长成的第一天起,牙釉质就在缓慢地消耗着,细菌酵解食物中的糖类物质释放出酸以及酸性饮料都会加速它的消耗。一旦牙釉质的防线被突破,整颗牙就像失去了保护伞。让很多人噩梦般痛苦的蛀牙,都是从牙釉质的破坏开始的。

          修复牙釉质,堪称是仿生领域一项最“硬”的挑战,科学家们没有停止过尝试。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。

          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。

          图:单颗人牙的照片。左边黑色区域为未修复的牙,右侧黄绿色区域为用我们材料修复后的人牙(颜色是由荧光标记物产生,用于区分两个区域)。两张插入图是修复前后的牙釉质扫描电镜图,白色标尺为1微米。

          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,等待。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。“龋齿的表面首先形成了一个仿生矿化前沿,”唐睿康说,这个仿生矿化前沿能完全的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2~3微米。“也就是说,牙齿上长出了一种连续的材料,一个与原组织一模一样、完全结合的生物结构。”邵长鹆说。

          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。人工牙釉质已达到了“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。

          研究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。

          巧的是,唐睿康本人的门牙上有一处隐裂,牙医说缝太细,目前的医学手段修不了。这项研究有了进展后,唐教授主动提议在自己身上做实验,开展仿生矿化牙釉质修复的验证。

          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。这项研究受到了国家重点研发项目,国家自然科学基金和中国博士后科学基金的支持。

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