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未來蛀牙的救星,科學家開發出能直接修復琺瑯質的凝膠

公告類型: 奈米新知
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琺瑯質是人體最堅硬的組織,作用為保護下層牙本質,缺點是無法自我修復,多年來,科學家一直在尋找有效代替琺瑯質保護牙本質的材料。最近中國浙江大學科學家找到能直接讓琺瑯質再生的方法,最快 1~2 年可進行人體試驗。

蛀牙是件讓人痛苦萬分卻又尋常不過的事,根據 2017 年發表的一篇大數據研究,齲齒高居 2016 年全球疾病流行率之冠,當年約 24.4 億人罹患齲齒、4.86 億名兒童的乳牙有蛀牙現象。

琺瑯質(也稱牙釉質)非常堅硬,根據摩氏硬度(相對硬度的表示方法),琺瑯質的硬度比金剛石略低,與水晶相當,是人體最硬的天然生物材料,然而一旦受損不會自行復原,只能尋求牙醫清除壞死組織,然後用樹脂或金屬合金填補坑洞;此外,填充物也不是一勞永逸的解決方法,時間久了會變鬆脫落,細菌一看有縫可鑽,又開始從原本蛀牙的地方繼續往下侵蝕到牙神經,最終那顆牙齒只能宣告陣亡。

所幸科學家一直在開發各種挽救牙齒的方法,比如利用幹細胞培養的填充物再生牙髓組織、再生牙本質,而現在,中國浙江大學團隊找到了再生牙齒護盾──琺瑯質的方法。

論文第一作者、浙江大學化學系博士邵長鵒解釋,琺瑯質的主要成分是羥基磷灰石,排布非常緻密,纖維狀的奈米羥基磷灰石緊密聚集形成直徑約 5 微米的釉柱,接著這些釉柱進一步交叉排列形成高度有序的層級結構,讓琺瑯質堅如磐石,於是我們能夠自如地研磨、咬斷食物。

實驗中,研究人員首先將琺瑯質關鍵成分:鈣、磷酸鹽與化學化合物三甲胺混合,製備成一種新型凝膠,內含極微小(直徑 1.5 奈米)的磷酸鈣簇,接著把凝膠塗在羥磷灰石上,實驗結果顯示,這種凝膠成功在 48 小時內形成一層非常薄的新琺瑯質。

透過顯微鏡觀察,研究人員確認這種人工塗層與天然琺瑯質擁有相似的晶體結構,雖然厚度僅 2.5 微米──比未受損的天然琺瑯質薄 400 倍,還有待改善,但浙江大學表示,德國名化學家、康斯坦茨大學 Helmut Cölfen 教授評價指出:「這是我知道迄今最好的琺瑯質修復材料。」

目前,研究團隊希望可在小鼠實驗測試凝膠功效,並在 1~2 年內進行最終人體實驗,有朝一日,這種材料或許能徹底改變我們治療蛀牙的過程──不再需要填充物,只要兩滴修補液就能再生琺瑯質。新論文發表在《科學前緣》(Science Advances)期刊。

資料來源:http://technews.tw/2019/09/03/tooth-decay-enamel-hydroxyapatite-gel/

發布日期: 2019/09/05
發布人員: 王芊樺