據(jù)New Atlas報道，作為人體中最堅硬的組織，牙釉質(zhì)對工程師來說不是一種容易模仿的材料，但這樣做可能意味著材料科學(xué)和再生醫(yī)學(xué)的重大意義。研究人員現(xiàn)在報告說在這一領(lǐng)域取得了突破，通過調(diào)整一種天然存在的礦物的成分，在一種新型的牙齒涂層中模仿天然牙釉質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，并以一種提供更大強度的方式做到這一點。
由俄羅斯和埃及的科學(xué)家們新開發(fā)的牙齒涂層使用羥基磷灰石作為起點。這種化合物是人類和動物的骨組織和礦化組織的主要成分。
研究人員在羥基磷灰石中摻入了天然幫助修復(fù)骨骼和肌肉結(jié)構(gòu)的氨基酸復(fù)合物，如賴氨酸和精氨酸，從而形成了一個礦化層，其特性類似于天然牙釉質(zhì)的主要成分。然后，該材料被應(yīng)用于健康的牙齒，因此該團(tuán)隊可以觀察其與真實牙齒組織結(jié)合的能力。
科學(xué)家們使用化學(xué)成像、場發(fā)射電子和原子力顯微鏡來研究新材料的特性。他們發(fā)現(xiàn)礦化層的厚度在300至500納米之間，其納米晶體結(jié)構(gòu)與天然牙釉質(zhì)中的磷灰石晶體結(jié)構(gòu)一致。重要的是，研究小組發(fā)現(xiàn)新涂層表現(xiàn)出令人印象深刻的強度，當(dāng)在納米尺度上測量時，甚至比天然琺瑯的硬度更大。
“我們創(chuàng)造了一個仿生礦化層，其納米晶體復(fù)制了牙釉質(zhì)的磷灰石納米晶體的排序，”研究作者Pavel Seredin解釋說。“我們還發(fā)現(xiàn)，所設(shè)計的羥基磷灰石層的納米硬度增加，超過了天然牙釉質(zhì)的硬度。”
作為牙齒的一個非常精細(xì)但非常堅韌的涂層，牙釉質(zhì)在抵御蛀牙方面發(fā)揮著重要作用，但它也是人體中唯一不能再生的組織之一。這意味著它在一生中的侵蝕會導(dǎo)致嚴(yán)重的牙齒問題，但我們已經(jīng)看到一些創(chuàng)造性的方法來再生牙釉質(zhì)，例如使用低功率激光來刺激干細(xì)胞，或使用含有肽的牙膏。
在拋出另一個潛在的解決方案時，該團(tuán)隊想象其技術(shù)能夠幫助恢復(fù)因侵蝕或磨損而磨損的牙釉質(zhì)。但他們也希望通過探索如何將其應(yīng)用于更大的缺陷，如裂縫和斷裂，來進(jìn)一步改進(jìn)它。
該研究發(fā)表在《工程》雜志上。
