滴上兩滴藥水
牙齒就能被修復(fù)?
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這樣的黑科技或許真的出現(xiàn)了!
這不
浙江大學(xué)化學(xué)系的唐??到淌?/span>
便即將迎來一次“長(zhǎng)”牙的體驗(yàn)。
相關(guān)論文發(fā)表在《Science》子刊,一起去圍觀吧~
8月30日,國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advance)在線發(fā)表了“Repair of tooth enamel by a biomimetic mineralization frontier ensuring epitaxial growth”,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種“藥水”——仿生修補(bǔ)液,在牙釉質(zhì)(enamel)的缺損處滴上兩滴,48小時(shí)內(nèi)缺損表面能“長(zhǎng)”出2.5微米晶體修復(fù)層,其成分、微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能與天然牙釉質(zhì)幾乎一致,并與原有組織無縫連結(jié)。論文第一作者為化學(xué)系邵長(zhǎng)鵒博士,共同通訊作者為化學(xué)系劉昭明博士。
圖:人牙修復(fù)實(shí)驗(yàn)
資料顯示,牙釉質(zhì)的摩氏硬度(一種相對(duì)硬度的表示方法)比金剛石略低,與水晶相當(dāng),是人體中最硬的天然生物材料。
圖:牙齒的剖面結(jié)構(gòu)
牙釉質(zhì)作為高度礦化的生物組織,幾乎可被視為純無機(jī)物,由于缺乏包括細(xì)胞在內(nèi)的生物有機(jī)基質(zhì),因此無法再生。修復(fù)牙釉質(zhì),堪稱是仿生領(lǐng)域一項(xiàng)最“硬”的挑戰(zhàn),科學(xué)家們沒有停止過嘗試。
唐??祱F(tuán)隊(duì)提出了一種全新的修復(fù)策略,有望將牙修復(fù)從“填補(bǔ)”時(shí)代帶入到“仿生再生”階段。
圖:不同再生時(shí)期,人牙釉質(zhì)的掃描電鏡圖片(6小時(shí),12小時(shí)和48小時(shí))。藍(lán)色區(qū)域是天然牙釉質(zhì),綠色區(qū)域是修復(fù)后的牙釉質(zhì)。黑色標(biāo)尺為1微米。
研究團(tuán)隊(duì)成員將富含磷酸鈣團(tuán)簇的溶液,用滴管滴在人工齲齒表面,隨后將其放入到一個(gè)模擬口腔唾液環(huán)境的溶液中,等待。接下來的48小時(shí)里,雖然肉眼看不出任何變化,但事實(shí)上,牙齒表面已經(jīng)發(fā)生了“翻天覆地”的進(jìn)展——牙釉質(zhì)長(zhǎng)出來了?!?span>齲齒的表面首先形成了一個(gè)仿生礦化前沿,”唐??嫡f,這個(gè)仿生礦化前沿能完全地結(jié)合在需要修補(bǔ)的牙釉質(zhì)界面上,同時(shí)能引導(dǎo)接下來晶體的外沿生長(zhǎng),讓羥基磷灰石長(zhǎng)出類似于釉柱結(jié)構(gòu)的晶體,并朝特定的方向有序排列。實(shí)驗(yàn)測(cè)量顯示,48小時(shí)后,牙釉質(zhì)“長(zhǎng)”高了2~3微米?!耙簿褪钦f,牙齒上長(zhǎng)出了一種連續(xù)的材料,一個(gè)與原組織一模一樣、完全結(jié)合的生物結(jié)構(gòu)?!鄙坶L(zhǎng)鵒說。
“我們用了與人體相同的材料,實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性的完全修復(fù),和本體組織幾乎一模一樣?!眲⒄衙鲗?duì)這一研究十分自信。
圖:?jiǎn)晤w人牙的照片。左邊黑色區(qū)域?yàn)槲葱迯?fù)的牙,右側(cè)黃綠色區(qū)域?yàn)橛梦覀儾牧闲迯?fù)后的人牙(顏色是由熒光標(biāo)記物產(chǎn)生,用于區(qū)分兩個(gè)區(qū)域)。兩張插入圖是修復(fù)前后的牙釉質(zhì)掃描電鏡圖,白色標(biāo)尺為1微米。
結(jié)果顯示,長(zhǎng)出來的人工牙釉質(zhì),其硬度和彈性模量與天然牙釉質(zhì)的數(shù)值幾乎相同。當(dāng)然,如果要真正實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用,該項(xiàng)技術(shù)還需經(jīng)歷嚴(yán)格的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床驗(yàn)證?!半m然我們實(shí)現(xiàn)了天然牙釉質(zhì)的結(jié)構(gòu)性原位修復(fù),但牙缺損形式繁多,下一步需要針對(duì)不同的情況進(jìn)一步研發(fā)修復(fù)模型,確保可控與有效?!鄙坶L(zhǎng)鵒說。
這項(xiàng)研究受到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目,國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)博士后科學(xué)基金的支持。項(xiàng)目結(jié)題時(shí),唐教授被修復(fù)的牙齒將是其中一份“答卷”。
來源:浙江大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì);文字作者:周煒;圖片來源:課題組 網(wǎng)絡(luò)
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