2019-12-11・旺報-綜合報導

2019-12-11・旺報-綜合報導
蛀牙者有福 陸發明修補液

仿生再生取代填補技術 48小時長出琺瑯質

全球蛀牙者的福音來了!浙江大學研究團隊近日發明的「藥水」仿生修補液,可望讓牙齒修復由「填補」時代進入「仿生再生」階段──只需兩滴,48小時內琺瑯質(牙釉質)缺損處即可「長」出修護層,與原有組織無縫連結;不僅足以「以假亂真」,甚至能「騙過」電鏡圖(掃描電子顯微鏡)、牙醫。

國際學術期刊《科學進展》(Science Advance)日前網上發表的〈Repair of tooth enamel by a biomimetic mineralization frontier ensuring epitaxial growth〉一文,浙江大學化學系教授唐睿康、化學系博士劉昭明為學術論文的共同通訊作者,化學系博士邵長鵒則是第一作者。

▲牙醫為患者進行術後口腔衛生指導。(新華社資料照片)
▲牙醫為患者進行術後口腔衛生指導。(新華社資料照片)

蛀牙與琺瑯質息息相關

劉昭明對研究團隊發表成果相當自信,「我們用了與人體相同的材料,實現了結構性的完全修復,和本體組織幾乎一模一樣。」德國知名生物礦化學家、康斯坦茲大學Helmut Colfen教授也給予高度評價,認為此為他所知道,迄今為止最好的琺瑯質修復材料,可望在臨床上真正實現琺瑯質的原位修復。
琺瑯質是牙齒最外層的組織,也是哺乳動物體內最堅硬的組織,讓人類的牙齒得以自如地切割、研磨食物。論文中提到,成熟的琺瑯質並不具有細胞,損傷後基本上不能自我修復。俗稱「蛀牙」的齲齒等牙齒疾病,均由琺瑯質的消耗、損傷流失為開端,而齲齒正是全球最常見的慢性疾病之一。
由於琺瑯質結構的複雜性,至今尚未能有效獲得與天然琺瑯質多級結構,全然一致的大面積修復層,達不到臨床應用要求、無法真正應用於修復牙齒。現今牙科臨床上常見的複合樹脂、陶瓷等修補措施,常用於牙齒的「大洞」修補;唐睿康團隊則由琺瑯質的小面積缺損開始著手,讓補救牙齒的時間更為提前。

▲齲齒等牙齒疾病,均由琺瑯質的消耗、損傷流失為開端。(新華社資料照片) 
▲齲齒等牙齒疾病,均由琺瑯質的消耗、損傷流失為開端。(新華社資料照片)

以假亂真 牙醫難分辨

唐睿康團隊由生物成骨過程獲得啟發,劉昭明表示,「斑馬魚骨骼的生長,海膽的刺的生長,都是一個在無定形礦物層上實現晶體外延生長的過程。」研究團隊提出一種全新的修復策略,模擬生物礦化前沿誘導琺瑯質外延再生,關鍵在於一種新型的磷酸鈣團簇(CPICs)。
研究團隊將富含磷酸鈣團簇的溶液,用滴管滴在人工齲齒表面,隨後放入一個模擬口腔唾液環境的溶液中。接下來的48小時內,新的琺瑯質內長出,唐睿康指出,「齲齒的表面首先形成了一個仿生礦化前沿」,完全結合於需要修補的琺瑯質介面上,並長出類似於釉柱結構的晶體,且朝特定的方向有序排列。
根據實驗資料,48小時後,琺瑯質「長」高了2-3微米。力學性能測試也顯示,長出來的人工琺瑯質硬度、彈性模量,與天然琺瑯質的數值幾乎相同;外形方面更是「以假亂真」,電鏡圖辨別不出人工修補痕跡,即使牙醫也不能靠其經驗,分辨出修復前後的琺瑯質。
研究團隊期盼,此一研究能將牙齒修復從「填補」時代帶進「仿生再生」階段。唐睿康本人的門牙上有一處隱裂,他自告奮勇、主動提議未來在自己身上進行實驗,展開仿生礦化琺瑯質修復的實際驗證。
但研究團隊也強調,若要真正實現臨床應用,此一技術仍需經過嚴格的動物實驗、臨床驗證。「雖然我們實現了天然牙釉質的結構性原位修復,但牙缺損形式繁多,下一步需要針對不同的情況進一步研發修復模型,確保可控與有效。」邵長鵒如是說。

(記者/賴廷恆)