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牙齿有缺损?两滴修补液“种”出牙釉质!

2019-11-09 20:32:48   作者:匿名   点击:572

痛苦的蛀牙始于珐琅质的破坏。

从恒牙生长的第一天起,人类的珐琅质就会慢慢被消耗掉,而这种消耗会因细菌发酵的食物中碳水化合物释放出的酸和酸性饮料而加速。一旦珐琅防线被突破,整个牙齿似乎都失去了保护伞。

不久前,浙江大学化学系的唐·康瑞教授的团队发明了一种仿生修复解决方案。在珐琅质缺损处滴了两滴。在48小时内,可以在缺陷表面“生长”2.5微米的晶体修复层。它的组成、显微结构和力学性能与天然珐琅质几乎相同,与原始组织无缝连接并整合在一起。相关论文最近发表在《科学进展》杂志上。

仿生矿化48小时实现再生

修复牙釉质是仿生领域最“艰难”的挑战之一,科学家们一直在努力。常见的牙齿填充材料,如复合树脂、陶瓷和汞合金,大多起到“填充物”的作用,适合修补“大孔”,但不能填充小间隙和裂缝,也不能与天然组织完全结合。

珐琅的主要成分是羟基磷灰石晶体,排列非常紧密。纤维状纳米羟基磷灰石首先通过紧密聚集形成直径约为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分级结构,使珐琅像岩石一样坚硬。”论文的主要作者,浙江大学化学系邵昌虎博士说,由于缺乏包括细胞在内的生物有机基质,珐琅质无法再生。

由于牙釉质结构的复杂性,过去不可能有效获得与天然牙釉质多层次结构相一致的大面积修复层,不能满足临床应用的要求,也不能真正实现牙齿的修复。浙江大学论文与化学系通讯作者刘兆铭博士说,理想的修复方法应该是材料、结构和力学性能的统一,并能实现原位修复。

随着观察方法的改进,科学家们能够在2000年左右观察动物的成骨过程。

“斑马鱼骨骼的生长和海胆棘的生长是在无定形矿物层上晶体外延生长的过程。我们发现牙齿修复过程与生物成骨过程非常相似。”唐·康瑞的团队提出了全新的修复策略,有望将牙齿修复从“充填”时代带入“仿生再生”阶段。

研究小组成员将使用滴管将富含磷酸钙簇的溶液滴在人工龋齿表面,然后将其放入模拟口腔唾液环境的溶液中,然后等待。

在接下来的48小时里,尽管肉眼看不到任何变化,但事实上,牙齿表面发生了“翻天覆地”的变化——珐琅质已经长出来了。

"龋齿表面首先形成仿生矿化前沿."唐康瑞表示,仿生矿化前沿可以完全结合在待修复的釉质界面上,并可以引导后续晶体沿外缘生长,使羟基磷灰石能够生长出结构类似釉柱的晶体,并有序排列在特定方向。

实验测量显示珐琅质在48小时后“生长”2-3微米。也就是说,牙齿上生长着一种连续的物质,这是一种与原始组织完全相同并与之完全结合的生物结构邵昌虎说道。

虚假真理的多元还原

“我们使用了与人体相同的材料来实现完全的结构修复,这几乎与人体组织相同。”刘兆铭对这项研究非常有信心。

“真实”到什么程度?邵昌虎第一次给唐康瑞看了修复后的电子显微镜照片。唐康瑞研究了半天,怀疑道:“这还是原来的牙齿,修复材料掉了吗?”

研究小组还进一步测试了修复材料的力学性能,实验者用纳米压痕技术测试了釉质修复层的力学强度。结果表明,人造牙釉质的硬度和弹性模量与天然牙釉质基本相同。

“也就是说,我们不仅修复了结构和外观,还修复了机械性能。”刘兆铭。

“虽然我们已经实现了天然牙釉质的结构性原位修复,但牙齿缺陷有许多类型。下一步是根据不同情况进一步开发恢复模型,以确保该技术的可控性和有效性。”邵昌虎说道。

(责任编辑:罗伯特)

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