一项发表于《自然●通讯》的研究开创了牙釉质修复的新纪元。研究团队开发出一种仿生超分子蛋白基质,能够直接在牙齿表面触发牙釉质的完全再生,恢复其微观结构和...
2025-11-05 3
一项发表于《自然●通讯》的研究开创了牙釉质修复的新纪元。研究团队开发出一种仿生超分子蛋白基质,能够直接在牙齿表面触发牙釉质的完全再生,恢复其微观结构和力学性能。这项技术有望彻底改变目前对牙釉质侵蚀、磨损和过敏的治疗方式,为全球近半数受口腔问题困扰的人群提供一种安全、高效且持久的解决方案。
《自然●通讯》
该技术的核心是一种基于弹性蛋白样重组蛋白(ELR)的基质,其设计灵感来源于牙釉质发育过程中的关键蛋白——釉原蛋白。通过模拟釉原蛋白的β-折叠纤维结构,ELR基质在牙齿表面形成稳定的薄膜,并在钙离子引导下自组装成有序原纤维。这些原纤维不仅具备高稳定性,还能作为模板引导磷灰石纳米晶体的外延生长,精准复制天然牙釉质的层次化架构。
研究证实,该基质能够根据不同牙体组织(如棱柱釉质、无棱柱釉质甚至暴露的牙本质)定制再生效果。只需在受损区域涂抹ELR溶液并干燥,即可在3-4分钟内形成均匀涂层。随后在人工唾液或自然唾液中矿化10天,能生长出厚度可达10微米的釉质层,并完整恢复棱柱、棱柱间及无棱柱区域的结构。
再生釉质不仅形态与天然组织无异,其力学性能也得到显著提升:杨氏模量(76.3±18.7 GPa)和硬度(3.1±0.8 GPa)均恢复至健康釉质水平。摩擦系数和磨损率显著降低,抗断裂韧性提高至1.1 MPa·m⁰.⁵,甚至优于天然釉质。这意味着再生层能够承受日常咀嚼、刷牙等机械挑战。
在模拟口腔环境的严苛测试中,再生釉质表现出卓越的耐久性:连续刷牙60分钟(相当于1年使用)后未出现结构损伤;在酸蚀(pH 4.0)环境中仍保持更高机械稳定性;咀嚼磨损测试中,其体积损失与天然釉质相当。此外,ELR基质本身具有生物相容性,且成分(如乙醇、戊二醛)符合FDA牙科材料标准,便于临床转化。
这项技术首次实现了从釉质到牙本质的全层级再生,且操作简便(仅需单次涂布),适合牙科诊所常规使用。未来可通过优化矿化液配方或结合微创治疗,进一步缩短治疗时间。研究者已成立衍生公司推动商业化,预计将率先应用于早期釉质侵蚀和牙本质过敏的防治,为再生牙科开辟新路径。
来源:https://www.nature.com/articles/s41467-025-64982-y
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