在一些自媒體上看到有一篇報道,稱中國科學家發現有辦法讓牙釉質再生,以後可能不用再補牙了。
作為牙醫,對此自然很感興趣。我們會不會失業啊?呵呵。還好,文末有論文原文的連結,進去看了一下。
發表在科學進展雜誌。下面就是我讀原文的筆記,分享給同行吧。
牙釉質是人體中最硬的組織,其質量的96%由不含氟的磷灰石晶體構成,通常用羥磷灰石(hydroxyapatite, HAP)作為牙釉質的礦物模型。成熟的釉質是非細胞性的,在受損後很難通生物過程自我修復,因此齲壞和牙體缺損成為世界範圍內流行的一種慢性疾病。學者採用各種方法都無法在實驗室內達到牙釉質的臨床修復,原因是自然釉質有著複雜的分層結構,無法在實驗室內大規模複製。
有證據表明生物再礦化發生在一個結晶-非結晶整合介面上(integrated crystalline-amorphous interface)。結晶礦化階段被非結晶階段所包裹,以確保晶體的持續生成。於是作者建議一個特別設計的在HAP和非結晶磷酸鈣(amorphous calcium phosphate, ACP)之間的結構,可以在體外模擬生物礦化過程,誘導釉質的再生。
作者使用一種新的CPICs分子並去除小的有機分子以使其穩定,用它建立一個仿生的結晶-非結晶礦化介面,以誘導釉質結晶生長。
看了一下大致的過程,就是在釉質(HAP)表面用CPIC溶液處理,形成了ACP層,然後在這個ACP層上,新的HAP晶體生成了,也就是釉質生長了。
人的牙釉質結構很複雜,排列良好的釉柱交織在一起,形成特徵性的“魚鉤樣結構”(fish scale-shaped structure),釉柱垂直於表面,而釉柱間基質(inter-rod)與釉柱成60°角。在釉質再礦化的嘗試中,無法複製這個結構。但在作者的實驗中,48h後成功複製了這個結構。實驗發現HAP的修復介面與天然釉質的結構完全相同。掃描電鏡顯示釉質修復層的厚度約2.0-2.8微米(這樣每24h的釉質修復厚度約1.0-1.4微米)。
接下來在真牙齒上實驗。將一顆被被侵蝕的牙齒分成兩半,一半用nail varnish(我也不知道是啥)保護作為對照,另一半用CPICs修復處理。顯示修復層厚度可達2.7微米,高倍掃描電鏡證實HAP晶體在生長,其結構與天然牙釉質類似。
檢測修復後的牙釉質機械效能,其硬度,彈性模量都有所改善,抗酸蝕能力也增強了。討論:牙釉質修復的關鍵是精確複製其層次和結構。
下面是我的看法。讀完第一個感覺,這生成釉質的速度太慢了,1微米/天,而人的釉質厚度約2mm,完全用這種方法修復是不是要2000天,五年左右的時間?其次,如果是牙本質齲呢?最後,牙醫都知道齲壞是細菌導致的,不把齲壞搞乾淨,首先你這CPICs接觸不到釉質表面,恐怕沒用。其次就算表面修復好了,還有繼發齲的問題。所以即使不考慮速度的問題,補牙還是要來找牙醫,大家暫時不用擔心失業的問題。但是這個實驗本身蠻好的,隨著進一步的發展,修復速度的問題也不是不能突破的。關注就可以了。至於那些自媒體,就是標題黨啦。
參考文獻:
Changyu Shao, Biao Jin, Zhao Mu,et al. Repair of tooth enamel by a biomimetic mineralization frontier ensuring epitaxial growth. Science Advances 30 Aug 2019:Vol. 5, no. 8, eaaw9569 DOI: 10.1126/sciadv.aaw9569
https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaaw9569