人工牙釉质修复：浙江大学开发修复牙齿新技术

人工牙釉质修复：浙江大学开发修复牙齿新技术研究者取得成功的关键在于使用三乙胺（TEA）作为添加剂。TEA不仅可以有效稳定CPIC，并且可在适当的条件下挥发，最终促使纯净的HAP晶体形成。他们将H3PO4、CaCl2·2H2O的乙醇溶液混合，加入TEA，并通过一系列表征实验证实了CPIC-TEA体系的稳定性。接下来，TEA随同乙醇一起挥发，随着体系中TEA的含量降低，ACP逐渐形成，其中并未检测到乙醇与TEA残留。他们在以往的研究中便发现，大约20 nm的ACP颗粒可以吸附甚至组装进入牙釉质HAP晶体中，但无法诱导晶体外延生长。原则上讲，粒子尺寸越小越容易相互结合。0.95 nm的波斯纳原子簇（Posner’s cluster）以及几纳米的磷酸钙离子团簇（CPIC）均可作为合适的ACP及HAP基本构成单元，但这类团簇十分不稳定，短时间内便可自发聚集成核。一种可行的解决方案是使用其他添加剂稳定CPIC，但这些添加剂会残留在体系中破坏H

俗话说“牙疼不是病，疼起来要人命”，你认为的牙疼仅仅是牙齿敏感吗？其实并不然，有可能是牙釉质出了问题。

牙釉质是人体骨质中最坚硬的部分，它主要由羟基磷灰石（Ca10(PO4)6(OH)2，HAP）组成，占比约96%，莫氏硬度比金刚石略低，与水晶相当。牙釉质是没有感觉的活组织，保护内部的牙本质、牙髓免受外部侵害，并且在人们进食时可以辅助切碎、磨碎食物，在我们日常生活中扮演者十分重要的角色。

虽然牙釉质硬度极高，但并不代表它不受到损害，当你食用过多甜食或者刷牙方法不正确的时候，都有可能磨损牙釉质，一旦牙釉质的防线被突破，牙本质暴露，牙齿敏感便会出现。而如果是口腔细菌引起的龋坏（蛀牙），此时已发展为中度龋齿，不经过及时治疗还会进一步发展为深度龋齿，甚至出现牙髓炎、根尖周炎。

对于修复牙釉质的方法，很多人选择去看牙医，当你张开一张嘴，等着牙医拿着冰冷的医疗器械为你检查时，你常常会感到恐惧。那么有没有一种更好的修复牙釉质的方法呢，近日，浙江大学研发出一种修复牙釉质的新技术，下面再生医学网就为您推送这条资讯。

最近，浙江大学的唐睿康教授与刘昭明博士合作，开发了一种仿生修复牙釉质的新技术，只需要几滴“药水”，便可实现牙釉质的再生。这种“药水”实际上是一种磷酸钙离子团簇（CPIC）溶液，48小时即可让牙釉质生长2.0-2.8 μm，并且修复层与天然组织可以很好地契合，两者的结构、力学性能也几乎相同。相关工作发表在《科学》子刊Science Advances上。

在论文中，研究者诠释了理想的牙釉质修复方案，他认为“理想的修复方法，应该是材料、结构、力学性能三者的统一，而且能实现原位修复”。人们在牙釉质仿生再矿化的研究中也做出了许多努力，如直接溶液矿化、蛋白质/多肽诱导矿化、水凝胶驱动矿化、前体组装等。但天然的牙釉质是通过纤维状的纳米HAP晶体首先进行致密堆积，形成六棱柱状釉柱，随后进一步交叉排列形成高度有序的复杂层级结构。这些手段还无法提供媲美天然牙釉质的大面积修复结构，因而在进入临床水平测试前便抱憾搁浅。

想要“复制”牙釉质天然组织的特性，首先需要深入理解其生长机制。此前，人们便通过先进的分析手段观测到生物的成骨机制，不论是斑马鱼鳍骨的生长，还是珠母贝中珍珠的形成，矿物质的晶体相均是以无定形的矿物层为基础，在此界面实现晶体的外延生长。作者认为，牙釉质的修复过程理论上与成骨过程相似，因此决定尝试以无定形的磷酸钙（Ca3(PO4)2·nH2O，ACP）作为仿生矿化边界，诱导HAP晶体的外延生长。

他们在以往的研究中便发现，大约20 nm的ACP颗粒可以吸附甚至组装进入牙釉质HAP晶体中，但无法诱导晶体外延生长。原则上讲，粒子尺寸越小越容易相互结合。0.95 nm的波斯纳原子簇（Posner’s cluster）以及几纳米的磷酸钙离子团簇（CPIC）均可作为合适的ACP及HAP基本构成单元，但这类团簇十分不稳定，短时间内便可自发聚集成核。一种可行的解决方案是使用其他添加剂稳定CPIC，但这些添加剂会残留在体系中破坏HAP晶体的结构，降低其机械强度。

研究者取得成功的关键在于使用三乙胺（TEA）作为添加剂。TEA不仅可以有效稳定CPIC，并且可在适当的条件下挥发，最终促使纯净的HAP晶体形成。他们将H3PO4、CaCl2·2H2O的乙醇溶液混合，加入TEA，并通过一系列表征实验证实了CPIC-TEA体系的稳定性。接下来，TEA随同乙醇一起挥发，随着体系中TEA的含量降低，ACP逐渐形成，其中并未检测到乙醇与TEA残留。

CPIC溶液的制备、表征及ACP的形成

他们又进一步将培养的HAP单晶结构浸入CPIC乙醇溶液中，空气中干燥处理后，发现在HAP单晶表面形成连续的ACP层，HAP晶体也沿着c轴方向外延生长。其中ACP层紧密无间隙地覆盖在HAP单晶表面，暗示研究初战告捷。

HAP单晶表面仿生矿化边界的形成及晶体相外延生长情况

研究者还从医院收集了大量的人类牙齿标本，将CPIC溶液滴在受损的牙釉质表面，并将其放入模拟口腔唾液环境的溶液中。在接下来的48小时里，受损界面首先形成仿生矿化边界，且完全与牙釉质本体结合，进而诱导HAP釉柱晶体沿特定的方向有序排列生长。牙釉质“长”高2.0-2.8 μm，修复后的结构与天然组织具有相同的形态结构，通过扫描电子显微镜（SEM）无法区分。他们也对这种修复材料的力学性能进行了测试，其硬度、弹性模量及摩擦系数与天然牙釉质几乎相同，很好地实现了“原位修复”以及“材料、结构、力学性能三者的统一”。

人类牙齿标本表面牙釉质修复情况：蓝色部分为SEM下观察到的牙釉质本体，绿色部分为生长的修复层

再生医学网认为，虽然这项修复技术尚处于动物实验阶段，但已经为我们开启了牙齿修复的新大门。在这项技术问世以前，小编还是建议大家保护好牙齿，尽量避免过量食用甜食，同时要科学刷牙，减少对牙釉质的损伤。一旦牙齿真的发生问题，请及时去医院检查就诊。