Укрощение строптивой: химики нашли простой способ восстанавливать зубную эмаль

Источник статьи: ВЕСТИ.НАУКА, 04.09.2019

Вероятно, на протяжении всей своей истории медицинская наука ищет методы восстановления одной из самых "строптивых" частей человеческого организма – зубов. Специалисты постоянно разрабатывают надёжные износостойкие пломбировочные материалы и ищут способы предотвращения болезней полости рта.

Недавно исследователи из Чжэцзянского университета под руководством профессора Тана Жуйкана (Tang Ruikang) предприняли очередную попытку "заставить" зубную эмаль восстанавливаться.

К слову, свойства этого защитного внешнего слоя зубов поистине уникальны. Самая твёрдая ткань в организме человека содержит наиболее высокий процент минералов (около 96%), очень устойчива ко многим внешним воздействиям, но совершенно беззащитна перед кислотами.

Анатомия зуба

Поэтому пища и напитки, увеличивая кислотность полости рта, травмируют эмаль. Впоследствии такие повреждения могут приводить к существенным неприятностям, вплоть до потери зубов.

К сожалению, эмаль практически не имеет естественной способности к самовосстановлению, ведь этот неорганический материал лишён клеток (а их наличие – главное условие регенерации любой живой ткани).

Неудивительно, что так называемая реминерализация эмали в настоящее время считается самой серьезной проблемой в области бионики.

Прежние попытки "вырастить" эмалевое покрытие с помощью композитных смол, керамики и амальгамы не привели к стойкому результату, поскольку все эти материалы плохо совместимы с естественной зубной эмалью.

В ходе своих экспериментов китайские химики обнаружили, что смешивание ионов кальция и фосфат-ионов (двух основных минералов эмали) с триметиламином в спиртовом растворе приводит к образованию и росту эмали с той же структурой, что и у естественного внешнего слоя зубов.

И действительно, нанесение смеси на образцы зубов человека позволило восстановить повреждённый слой эмали.

Примечательно и то, что в течение следующих 48 часов искусственный состав приобрёл структуру и механические свойства натуральной эмали.

Цифровое изображение зуба (внизу), частично покрытого восстанавливающим составом. Сверху показано восстановление микроструктуры эмали (слева до, справа — после нанесения вещества).

"Материалы, которые мы использовали в экспериментах, были идентичны тканям человека, таким образом, мы достигли полного структурного восстановления [зубной эмали]", – отметил один из авторов исследования Лю Чжаомин (Liu Zhaoming) в пресс-релизе университета.

Пока остаётся неясным, как задумка учёных сработает во "враждебной среде" полости рта. Сами эксперты настроены оптимистично и планируют испытать свой метод регенерации эмали на людях в ближайшее время.

Любопытно, что по иронии судьбы у руководителя научной группы на одном из зубов имеется трещина эмали, не подлежащая восстановлению. Профессор Тан уже заявил, что готов стать "подопытным кроликом" в первых клинических испытаниях своей же разработки.

Авторы научной работы, опубликованной в издании Science Advances, планируют и дальше развивать и совершенствовать предложенный метод регенерации эмали и повышать его эффективность.

Кстати, достижение китайских учёных не только поможет лучше понять процессы биоминерализации, но и обеспечит новый путь для создания и производства биомиметиков, имитирующих свойства биологических материалов.