當(dāng)你頻繁吃零食、喝含糖飲料時，是否意識到牙齒表面正在經(jīng)歷一場看不見的戰(zhàn)爭？

作為人體最堅硬的組織，牙釉質(zhì)的硬度僅次于金剛石。世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)顯示，全球約35億人正面臨著口腔健康問題。其中，作為最常見的口腔疾病，未治療的齲齒（蛀牙）影響著25億人，相當(dāng)于每3個人中就有1人深受其苦。這些微小的蛀洞不僅帶來鉆心疼痛，更可能引發(fā)牙髓炎、根尖牙周炎等并發(fā)癥，最終導(dǎo)致牙齒脫落。

圖源：視覺中國

牙齒修復(fù)材料有了更好選擇

傳統(tǒng)補牙樹脂材料5-10年就會老化變色，瓷貼面需要磨除大量健康牙體組織，而汞合金填充物因含重金屬長期受爭議。更棘手的是，牙釉質(zhì)一旦受損便無法自然再生——這層由96%礦物質(zhì)構(gòu)成的“生物盔甲”，自恒牙長成之日起就開啟了不可逆的消耗倒計時。

在重慶大學(xué)的實驗室里，科研人員正從普通人的頭發(fā)中提取一種特殊物質(zhì)——名為角蛋白的纖維蛋白，它是構(gòu)成頭發(fā)、指甲的主要成分。當(dāng)它以納米級薄膜的形式出現(xiàn)在顯微鏡下時，其分子結(jié)構(gòu)中密集的二硫鍵，恰好能模擬牙釉質(zhì)礦化所需的三維支架。

這項研究論文近期發(fā)表在《先進保健材料》上，研究揭示這種水基角蛋白膜在接觸唾液中的鈣、磷離子后，會像魔術(shù)般引導(dǎo)羥基磷灰石晶體有序生長。就像建筑師搭建腳手架，角蛋白網(wǎng)絡(luò)先形成纖維狀框架，隨后礦物離子在其孔隙間層層沉積，最終重構(gòu)出與天然牙釉質(zhì)完全一致的微米級結(jié)構(gòu)。實驗室數(shù)據(jù)顯示，修復(fù)后的牙釉質(zhì)不僅恢復(fù)了98%的透光率，其顯微硬度也達到天然組織的95%。

實現(xiàn)“修復(fù)-再生”雙重功能

新材料的突破性在于實現(xiàn)了“修復(fù)-再生”的雙重功能。在早期齲齒治療中，角蛋白膜能快速封閉0.1-0.3毫米的微小缺損，阻止細菌進一步侵蝕。而對于更嚴(yán)重的損傷，其獨特的礦化引導(dǎo)機制能持續(xù)促進牙釉質(zhì)再生。動物實驗顯示，經(jīng)過角蛋白處理的牙齒在28天內(nèi)形成了連續(xù)的修復(fù)層，新生晶體的排列方向與原組織完全一致。更重要的是，這種從毛發(fā)中提取的生物材料具有天然的生物相容性，不會引發(fā)免疫排斥反應(yīng)。

當(dāng)傳統(tǒng)治療理念還在強調(diào)“填充缺損”，角蛋白技術(shù)卻開啟了“生物再生”的新紀(jì)元。通過調(diào)控礦化過程，角蛋白膜能修復(fù)0.1-50微米的全尺寸缺損，這是現(xiàn)有材料無法實現(xiàn)的；這種新材料在口腔環(huán)境中可持續(xù)發(fā)揮作用，當(dāng)遇到酸性物質(zhì)時，其表面的負電荷會主動吸附鈣離子，形成動態(tài)保護屏障；研究顯示，每克人類頭發(fā)可提取約0.3克角蛋白，按全球每年產(chǎn)生的10萬噸廢棄毛發(fā)計算，足以滿足數(shù)億人的治療需求。

應(yīng)用場景豐富

另外，重慶大學(xué)團隊的研究更揭示了角蛋白“一材多用”的潛力，未來多種應(yīng)用場景可以實現(xiàn)。

比如，牙科診所配備角蛋白修復(fù)儀，患者只需在椅位上停留15分鐘，就能完成從齲洞清理到再生修復(fù)的全過程；含角蛋白的牙膏和漱口水成為日常必需品，通過持續(xù)釋放的納米纖維，實時修復(fù)牙齒表面的微損傷；基于患者基因特征定制的角蛋白材料，能精準(zhǔn)調(diào)控礦化速度和晶體結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)真正意義上的“私人訂制”修復(fù)。

當(dāng)然，技術(shù)轉(zhuǎn)化仍需跨越重重關(guān)卡：材料的長期穩(wěn)定性、規(guī)?；a(chǎn)工藝、與現(xiàn)有牙科設(shè)備的兼容性等都有待解決。但正如《先進保健材料》評論所言：“角蛋白的出現(xiàn)，標(biāo)志著硬組織再生從實驗室走向臨床的最后一公里已清晰可見?！?/p>

來源：中國科普網(wǎng)