Ученые придумали гель, который выращивает новую зубную эмаль

Эмаль – внешний слой зубов, который защищает их от разрушения. Это самая твердая биологическая ткань, о которой мы знаем, но, увы, даже в самой крепкой защите можно найти брешь. Достаточно употреблять слишком много сахара и не соблюдать гигиену полости рта, чтобы потерять это драгоценное вещество. На зубах появляется налет, а сопровождающие его бактерии выделяют кислоту, которая разрушает эмаль. Когда эмаль потеряна или повреждена, она не восстанавливается, что приводит к образованию кариозных полостей. От этого страдают миллиарды людей во всем мире, однако исследователи из китайского университета Чжэцзян и университета Сямынь приблизились к решению этой глобальной проблемы.

Они разработали жидкий раствор, который может эффективно восстановить поверхность поврежденной эмали, имитируя естественный процесс минерализации.

Зубная эмаль образуется в процессе биоминерализации, при котором клетки, называемые амелобластами, выделяют белки, которые в конечном итоге минерализуются.

Проблема в том, что амелобласты присутствуют только во время развития зубов, это означает, что зрелые зубы практически не имеют естественной способности к самовосстановлению.

Ученые испробовали ряд подходов к искусственной реминерализации коаксиальной эмали, но, по мнению исследователей из университета Чжэцзян, предыдущие попытки не увенчались успехом во многом потому, что сложная, кристаллическая структура эмали никогда не была успешно воспроизведена в лаборатории.

«Здесь мы раскрываем, что рационально разработанный материал, состоящий из кластеров ионов фосфата кальция, может быть использован для получения слоя-предшественника, чтобы вызвать эпитаксиальный рост кристаллов апатита, который имитирует биоминерализацию кристаллически-аморфного слоя», — говорит руководитель исследования доктор Чжаомин Лю.

Чтобы разработать раствор, потребовалось создать новый тип кластеров ионов фосфата кальция (CPIC), диаметром всего 1,5 нанометра (около одной миллиардной доли метра). Эти крошечные частицы были стабилизированы в растворе этанола с химическим веществом под названием триэтиламин, который предотвращает их слипание.

Когда гелеобразный материал нанесли на человеческие зубы, ультрамалые кластеры успешно слились со структурой нативной эмали, покрывая зубы неразличимым и твердым восстанавливающим слоем, который в течение 48 часов достиг толщины 2,8 микрометра.

Несмотря на то, что этот слой в сотни раз тоньше, чем натуральная эмаль, команда полагает, что повторное нанесение покрытия с помощью раствора CPIC может эффективно «наращивать» искусственную эмаль, и что дальнейшая обработка может увеличить ее толщину.

«Наша недавно регенерированная эмаль имеет ту же структуру и механические свойства, что и нативная эмаль. Мы надеемся осуществить восстановление эмали без использования пломб, которые содержат совершенно разные материалы, и мы надеемся, если все пройдет гладко, начать испытания на людях в течение ближайших двух лет» — сказал Лю.

Чтобы уложиться в эти сроки, команда должна будет продемонстрировать, что их материал безопасен, тем более что существуют опасения относительно токсичности триэтиламина, который используется в качестве стабилизирующего соединения. Однако, исследователи говорят, что химическое вещество испаряется в этаноле во время процесса, поэтому не должно представлять опасности, и в настоящее время испытывают это вещество на мышах в преддверии ожидаемых клинических испытаний.

Тем временем, по словам экспертов, может пройти несколько лет, прежде чем этот материал попадет в клиническую практику, при условии, что будущие тесты покажут, что он безопасен и эффективен. До этого времени общепринятые рекомендации по здоровью зубов остаются такими же, как и прежде.

«Профилактика — лучший подход», — сказал исследователь из Пекинского университета Чэнь Хайфэн. «Мы не должны ждать, когда зубам будет нанесен ущерб. Наши зубы — это чудо природы».

Источник: www.sciencealert.com