浙大团队发明牙齿修复药水，两滴“长”出牙釉质！教授拟自己先试
2019-09-05 13:10 来源:南方都市报
原标题：浙大团队发明牙齿修复药水，两滴“长”出牙釉质！教授拟自己先试
据国际学术期刊Science Advances（《科学进展》）最新消息，来自浙江大学化学系的研究团队发明了一种神奇的牙齿仿生修复液。在牙釉质的缺损处滴上两滴，48小时内缺损表面能“长”出2.5微米晶体修复层，其成分、微观结构和力学性能与天然牙釉质几乎一致，并与原有组织无缝连结，浑然一体。
据了解，这项发明成果出自浙江大学化学系唐睿康教授团队，论文第一作者为化学系邵长鹆博士，共同通讯作者为化学系刘昭明博士。
德国著名生物矿化学家、康斯坦兹大学Helmut Cölfen教授评价，“这是我所知道的迄今为止最好的牙釉质修复材料，有望在临床上真正实现牙釉质的原位修复。”
最“硬”的挑战
牙釉质修复，是仿生领域一项最“硬”的挑战，无数科学家都在这一领域尝试。
人牙修复实验。
资料显示，牙釉质的摩氏硬度比金刚石略低，与水晶相当，是人体中最硬的天然生物材料。这层包裹于牙齿表面的半透明的物质，厚度约为2 毫米左右，其无机矿物含量高达96%。牙釉质内的釉柱交叉排列形成高度有序的层级结构，让牙釉质坚如磐石。坚硬的牙釉质让人们能够自如地研磨、切割食物。
牙釉质无法再生，自恒牙长成的第一天起，牙釉质就在缓慢地消耗着，细菌酵解食物中的糖类物质释放出酸以及酸性饮料都会加速它的消耗。让很多人痛苦的蛀牙，都是从牙釉质的破坏开始的。
常见的补牙材料，例如复合树脂、陶瓷和汞合金等，它们几乎发挥着“填料”的功能，适用于“大洞”修补，但对小缺小裂却填不进去，并且与天然组织之间也不能完全结合。在其他一些实验室，科学家还尝试了仿生矿化的方法，由于牙釉质结构的复杂性，过去还无法有效获得与天然釉质多级结构一致的大面积修复层，达不到临床应用要求，也没能真正在牙齿上实现修复。
唐睿康团队提出了一种全新的修复策略，有望将牙修复从“填补”时代带入到“仿生再生”阶段。据浙江大学学术委员会官网介绍，研究团队成员将富含磷酸钙团簇的溶液，用滴管滴在人工龋齿表面，随后将其放入到一个模拟口腔唾液环境的溶液中。接下来的48小时里，虽然肉眼看不出任何变化，但事实上，牙齿表面已经发生了“翻天覆地”的进展——牙釉质长出来了。这个仿生矿化前沿能完全地结合在需要修补的牙釉质界面上，同时能引导接下来晶体的外沿生长，让羟基磷灰石长出类似于釉柱结构的晶体，并朝特定的方向有序排列。实验测量显示，48小时后，牙釉质“长”高了2至3微米。
不同再生时期，人牙釉质的扫描电镜图片（6小时，12小时和48小时）。蓝色区域是天然牙釉质，绿色区域是修复后的牙釉质。黑色标尺为1微米。
最“真”的牙釉质
在研究过程中，该团队使用了与人体相同的材料，实现了结构性的完全修复。
据浙江大学官方微信公众号消息，邵长鹆博士第一次拿修复后的电镜照片给唐睿康教授看，他端详了半天，将信将疑，“这还是原来的牙吧，是不是修复材料脱落了？”
邵长鹆重新建立对照组做实验，他把整颗牙分为两部分，其中一半滴上修补液并在修补液里添加了荧光指示剂。虽然电镜图辨别不出人工修补的痕迹，但荧光剂指示了修补的具体位置。实验结果显示，人工牙釉质已达到了“以假乱真”的效果，即便是牙医也不能通过已有的经验分辨出修复前后的牙釉质。
单颗人牙的照片。左边黑色区域为未修复的牙，右侧黄绿色区域为材料修复后的人牙。
在研究过程中，团队成员还进一步测试了修复材料的力学性能，实验人员用纳米压痕技术测试牙釉质修复层的力学强度。结果显示，长出来的人工牙釉质，其硬度和弹性模量与天然牙釉质的数值几乎相同。也就是说，团队不但在结构、外形上修复了牙釉质，在力学性能上也实现了修复。
