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浙江大学发明神奇牙齿修复液,只需两滴快速修复牙釉质 发表在Science 上

作者:发布时间:2019-09-11 03:53

2019年8月30日,国际顶尖学术期刊 Science 杂志子刊 Science Advances 发表了浙江大学唐睿康教授和刘昭明博士的研究论文:Repair of tooth enamel by a biomimetic mineralization frontier ensuring epitaxial growth。该项研究开发了一种快速修复凯发k8网址牙釉质的新型材料构建方法。在牙釉质的缺损处滴上两滴仿生修复液,48小时内缺损表面能“长”出2.5微米晶体修复层,其成分、微观结构和力学性能与天然牙釉质几乎一致,并与原有组织无缝连结。


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在生物矿化的研究中,人们已经发现生物矿化组织的生长发育的前沿往往是生物材料的晶体相和无定形前驱相的界面。在界面处,晶体与无定形相两者之间的相互紧密结合保证了前驱体能够按照高度有序化的晶体基底进行外延结晶,从而保证了材料结构的精确复制和生长。受此启发,在该研究中利用超小尺寸的磷酸钙纳米簇在人牙釉质表面仿生构建出紧密结合的羟基磷灰石晶体—无定形磷酸钙矿化界面,成功模拟了生物矿化中的结晶前沿,从而诱发了牙釉质的自发外延生长,最终实现牙釉质多级结构的重新构筑,达到了仿生矿化修复牙釉质的目标。


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特别值得注意的是,这种修复可以在全牙上实现,还保证了修复后釉质的力学性能,使之与天然牙釉质一致。这项研究从基础上提出一种多级复杂结构材料的构建方法,同时具有口腔临床应用的潜在价值,为人体牙釉质组织的再生修复提供了一种可能性。


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该成果主要演示了通过仿生矿化策略,外来的人工材料也可以融合到生物组织中,从而能够实现外源性材料对生物组织的直接修复。


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2019年8月20日,该研究团队还在Advanced Science  杂志上发表了另一项研究成果:Osteoporotic bone recovery by a highly bone-inductive calcium phosphate polymer-induced liquid-precursor 。


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这项研究表明,小尺寸的磷酸钙纳米簇还可与骨组织相互融合,能够在生物体内修复骨质疏松组织。


研究背景


牙齿由牙釉质、牙本质和牙骨质组成。其中牙釉质是包在牙本质外面的一层约2毫米厚的半透明乳白色的物质,是人体中最硬的组织。


牙釉质是一个高度矿化的生物组织,由高度有序的羟基磷灰石(磷酸钙家族的一种稳定晶体相)组成。由于人体的牙釉质中无机晶体相含量高达到96%以上且缺乏包括细胞在内的生物有机基质,因此不具备自我修复及再生能力。


科学家们一直希望通过生物矿化的方法实现人牙釉质结构的修复和再生,其中,如何能够构建出具有牙釉质特征的多级有序羟基磷灰石阵列结构是一个巨大的挑战。


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