Nat Commun：科學家開發出可再生口腔牙釉質的新型材料

來源：作者：人氣：-發表時間：2018-06-06 11:12:00【大中小】

日前，一項刊登在國際雜志Nature Communications上的研究報告中，來自倫敦大學瑪麗女王學院的科學家們通過研究開發了一種生長礦化材料的新方法，這些材料或能再生諸如牙釉質和骨骼等硬組織。

圖片來源：Alvaro Mata

釉質（enamel）位于牙齒外部，其是機體中最堅硬的組織，其能讓我們的牙齒在一生過程中都發揮多種作用，比如咬東西、接觸酸性食物和飲料以及極端的溫度等，這一卓越的表現源于其高度組織化的結構。然而，并不像機體中其它組織，一旦牙釉質缺損后將無法繼續再生，從而就會造成牙痛或牙缺失，這些問題影響著全球50%以上的人群健康，因此尋找一種能夠再生牙釉質的新方法或許是口腔學研究的一大成就。

本文中，研究人員所開發的新方法能夠制造出精確且有序的材料，而且這些材料的外觀和行為非常像牙釉質。這種材料能用作多種口腔并發癥的治療，比如預防和治療蛀牙或牙齒敏感等。研究者Sherif Elsharkawy博士說道，我們非常激動，因為這種礦化材料平臺的簡單性和多功能性能為我們提供機會治療牙齒問題并且再生牙釉質，比如我們就能夠開發出耐酸的繃帶，其能夠浸潤、礦化并且保護暴露的牙本質小管，從而治療牙本質過敏癥等疾病。

研究者所開發的方法基于一種特殊的蛋白材料，其能夠誘發并且指導磷灰石納米晶體在多個尺度上進行生長，當口腔中的牙釉質發育時，這些也能隨之而生長。這種組織結構對于天然牙釉質所表現出的優異的物理學特性至關重要。Alvaro Mata教授表示，材料科學研究的主要目的就在于根據分子結構元件的精確控制，從自然中學習如何開發出有用的材料，而本文中我們就能利用一些無序的蛋白質來控制并且指導多個尺度的礦化過程，通過上述過程，我們就能開發出新型技術來輕松生長出合成性的材料，在大范圍內模擬這種分層結構體系，并且調整其特性。

通過對礦化過程進行控制，研究人員就有可能開發出模擬不同堅硬組織特性的特殊材料，不僅僅是牙釉質，還可以是骨骼和牙本質；本文研究結果或能在再生醫學的多個領域中進行應用，此外，本文研究還深入闡明了蛋白質混亂/障礙在人類生理學和病理學表現過程中的重要角色。

原始出處：

Elsharkawy S, Al-Jawad M, Pantano MF, et al. Protein disorder-order interplay to guide the growth of hierarchical mineralized structures. Nat Commun. 2018 Jun 1;9(1):2145. doi: 10.1038/s41467-018-04319-0