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浙大学者发明仿生修补液可令牙齿“长”出牙釉质

| 2021-03-04

  新华社杭州9月3日电(记者 朱涵)浙江大学化学系的唐睿康教授团队发明出一种仿生修补液,在牙釉质的缺损处滴上两滴,缺损表面在48小时内就能“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,并与原有组织无缝联结,浑然一体。相关论文于北京时间8月31日在线发表于《科学进展》杂志。

  研究人员介绍说,牙釉质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,其无机矿物含量高达96%。由于缺乏包括细胞在内的生物有机基质,因此无法再生。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的酸,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。

  修复牙釉质,堪称是仿生领域一项最“硬”的挑战。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,但对小缺小裂却常常束手无策,与天然组织之间也不能完全结合。

  “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。”论文共同通讯作者、浙江大学化学系刘昭明博士说。

  实验中,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。“龋齿的表面首先形成了一个仿生矿化前沿。”唐睿康说,实验测量显示,48小时后,牙釉质“长”高了2到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。”

  研究还进一步测试了修复材料的力学性能,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。德国著名生物矿化学家、康斯坦兹大学赫尔穆特·科芬教授评价说,这项材料有望在临床上真正实现牙釉质的原位修复。

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