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研究人员开发可以使硬组织再生的矿化材料

2018.6.04
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  分析测试百科网讯 伦敦玛丽皇后大学的研究人员开发了一种新的矿物材料生长方法,可以再生硬组织,如牙釉质和骨骼。

  牙釉质位于我们牙齿的外部,是身体中最坚硬的组织,它使我们的牙齿尽管有咬力,暴露于酸性食物和饮料以及极端温度下仍能在我们很长一段时间内发挥功能。这种卓越的表现来自其高度组织化的结构。

  然而,与身体的其他组织不同,搪瓷一旦失去就无法再生,这会导致疼痛和牙齿脱落。这些问题影响世界人口的50%以上,因此寻找重新创造牙釉质的方法长期以来一直是牙科领域的主要需求。

  这项发表在Nature Communications上的研究表明,这种新方法可以制造出具有卓越精确度和排列顺序的材料,外观和行为都像牙釉质。

  这些材料可用于多种牙齿并发症,如预防和治疗蛀牙或牙齿敏感(也称为牙本质过敏)。

  来自玛丽皇后工程与材料科学学院的牙医和第一作者Sherif Elsharkawy博士说:“这很令人兴奋,因为矿化平台的简单性和多功能性为治疗和再生牙齿组织提供了机会,例如,我们可以开发能够渗透,矿化和屏蔽人类牙齿的暴露牙质小管的抗酸绷带,以治疗牙本质过敏症。”

图片来源于网络

  已经开发的机制是基于一种特定的蛋白质材料,能够触发和引导磷灰石纳米晶体在多个尺度上的生长(类似于牙釉质在我们体内发育时这些晶体如何生长)。这种结构组织对天然牙釉质表现出的优异物理性质至关重要。

  主要作者玛丽女王工程学院和材料科学学院的Alvaro Mata教授说:“材料科学的一个主要目标是向大自然学习,根据分子构建块的精确控制开发有用的材料。关键的发现是利用无序蛋白质来控制和指导多种尺度矿化过程的可能性,通过这种方法,我们开发了一种技术,可以很容易地生长合成材料,模拟大面积分层组织建筑,并具有调整其性质的能力。”

  对矿化过程进行控制可以创造出具有模仿釉质以外的不同硬组织的材料,如骨骼和牙本质。因此,这项工作有可能用于再生医学的各种应用。此外,该研究还提供了有关蛋白质紊乱在人体生理学和病理学中的作用的见解。

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