俗話說“牙疼不是病,疼起來要人命”,你認為的牙疼僅僅是牙齒敏感嗎?其實并不然,有可能是牙釉質出了問題。
牙釉質是人體骨質中最堅硬的部分,它主要由羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,HAP)組成,占比約96%,莫氏硬度比金剛石略低,與水晶相當。牙釉質是沒有感覺的活組織,保護内部的牙本質、牙髓免受外部侵害,并且在人們進食時可以輔助切碎、磨碎食物,在我們日常生活中扮演者十分重要的角色。
雖然牙釉質硬度極高,但并不代表它不受到損害,當你食用過多甜食或者刷牙方法不正确的時候,都有可能磨損牙釉質,一旦牙釉質的防線被突破,牙本質暴露,牙齒敏感便會出現。而如果是口腔細菌引起的齲壞(蛀牙),此時已發展為中度齲齒,不經過及時治療還會進一步發展為深度齲齒,甚至出現牙髓炎、根尖周炎。
對于修複牙釉質的方法,很多人選擇去看牙醫,當你張開一張嘴,等着牙醫拿着冰冷的醫療器械為你檢查時,你常常會感到恐懼。那麼有沒有一種更好的修複牙釉質的方法呢,近日,浙江大學研發出一種修複牙釉質的新技術,下面再生醫學網就為您推送這條資訊。
最近,浙江大學的唐睿康教授與劉昭明博士合作,開發了一種仿生修複牙釉質的新技術,隻需要幾滴“藥水”,便可實現牙釉質的再生。這種“藥水”實際上是一種磷酸鈣離子團簇(CPIC)溶液,48小時即可讓牙釉質生長2.0-2.8 μm,并且修複層與天然組織可以很好地契合,兩者的結構、力學性能也幾乎相同。相關工作發表在《科學》子刊Science Advances上。
在論文中,研究者诠釋了理想的牙釉質修複方案,他認為“理想的修複方法,應該是材料、結構、力學性能三者的統一,而且能實現原位修複”。人們在牙釉質仿生再礦化的研究中也做出了許多努力,如直接溶液礦化、蛋白質/多肽誘導礦化、水凝膠驅動礦化、前體組裝等。但天然的牙釉質是通過纖維狀的納米HAP晶體首先進行緻密堆積,形成六棱柱狀釉柱,随後進一步交叉排列形成高度有序的複雜層級結構。這些手段還無法提供媲美天然牙釉質的大面積修複結構,因而在進入臨床水平測試前便抱憾擱淺。
想要“複制”牙釉質天然組織的特性,首先需要深入理解其生長機制。此前,人們便通過先進的分析手段觀測到生物的成骨機制,不論是斑馬魚鳍骨的生長,還是珠母貝中珍珠的形成,礦物質的晶體相均是以無定形的礦物層為基礎,在此界面實現晶體的外延生長。作者認為,牙釉質的修複過程理論上與成骨過程相似,因此決定嘗試以無定形的磷酸鈣(Ca3(PO4)2·nH2O,ACP)作為仿生礦化邊界,誘導HAP晶體的外延生長。
他們在以往的研究中便發現,大約20 nm的ACP顆粒可以吸附甚至組裝進入牙釉質HAP晶體中,但無法誘導晶體外延生長。原則上講,粒子尺寸越小越容易相互結合。0.95 nm的波斯納原子簇(Posner’s cluster)以及幾納米的磷酸鈣離子團簇(CPIC)均可作為合适的ACP及HAP基本構成單元,但這類團簇十分不穩定,短時間内便可自發聚集成核。一種可行的解決方案是使用其他添加劑穩定CPIC,但這些添加劑會殘留在體系中破壞HAP晶體的結構,降低其機械強度。
研究者取得成功的關鍵在于使用三乙胺(TEA)作為添加劑。TEA不僅可以有效穩定CPIC,并且可在适當的條件下揮發,最終促使純淨的HAP晶體形成。他們将H3PO4、CaCl2·2H2O的乙醇溶液混合,加入TEA,并通過一系列表征實驗證實了CPIC-TEA體系的穩定性。接下來,TEA随同乙醇一起揮發,随着體系中TEA的含量降低,ACP逐漸形成,其中并未檢測到乙醇與TEA殘留。
CPIC溶液的制備、表征及ACP的形成
他們又進一步将培養的HAP單晶結構浸入CPIC乙醇溶液中,空氣中幹燥處理後,發現在HAP單晶表面形成連續的ACP層,HAP晶體也沿着c軸方向外延生長。其中ACP層緊密無間隙地覆蓋在HAP單晶表面,暗示研究初戰告捷。
HAP單晶表面仿生礦化邊界的形成及晶體相外延生長情況
研究者還從醫院收集了大量的人類牙齒标本,将CPIC溶液滴在受損的牙釉質表面,并将其放入模拟口腔唾液環境的溶液中。在接下來的48小時裡,受損界面首先形成仿生礦化邊界,且完全與牙釉質本體結合,進而誘導HAP釉柱晶體沿特定的方向有序排列生長。牙釉質“長”高2.0-2.8 μm,修複後的結構與天然組織具有相同的形态結構,通過掃描電子顯微鏡(SEM)無法區分。他們也對這種修複材料的力學性能進行了測試,其硬度、彈性模量及摩擦系數與天然牙釉質幾乎相同,很好地實現了“原位修複”以及“材料、結構、力學性能三者的統一”。
人類牙齒标本表面牙釉質修複情況:藍色部分為SEM下觀察到的牙釉質本體,綠色部分為生長的修複層
再生醫學網認為,雖然這項修複技術尚處于動物實驗階段,但已經為我們開啟了牙齒修複的新大門。在這項技術問世以前,小編還是建議大家保護好牙齒,盡量避免過量食用甜食,同時要科學刷牙,減少對牙釉質的損傷。一旦牙齒真的發生問題,請及時去醫院檢查就診。
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