Chińscy badacze poinformowali, że udało im się znaleźć sposób na odbudowę szkliwa zębów, co może oznaczać małą rewolucję w stomatologii. Autorzy badań twierdzą, że opracowana przez nich metoda jest prosta i tania.

Replikacja skomplikowanej struktury szkliwa.
( A ) Obraz SEM przedstawiający szkliwo trawione kwasem i szkliwo naprawione. ( B ) Trójwymiarowy obraz AFM naprawionego szkliwa. ( C ) Obraz SEM w dużym powiększeniu czerwonego koła w (A). ( D ) Widok przekrojowy naprawionego ostatecznie szkliwa, w którym naprawiono zarówno pręty szkliwne, jak i pręty międzypalcowe. R i IR oznaczają odpowiednio pręt szkliwny i pręt pośredni. ( E i F ) Pręty emaliowane o różnych orientacjach można naprawić. (G.) Obraz TEM przekroju podłużnego zrekonstruowanej warstwy na szkliwie naturalnym, w tym stref rodzimych i naprawionych. Wstawka: SAED szkliwa natywnego (wybrany obszar, biały cykl) i naprawionego szkliwa (wybrany obszar, żółty cykl) wykazał, że ich długie osie odpowiadają krystalograficznej osi c HAP. Warstwę Pt rozpylono w celu ochrony powierzchni szkliwa przed uszkodzeniem wiązką jonów podczas procesów mielenia. Obrzeża kratowe pojedynczego pręcika szkliwa rozwinęły się z obszaru rodzimego do obszaru naprawionego: region zregenerowany ( J ) miał te same cechy charakterystyczne co region naturalny ( H ) i nie było między nimi granicy ( I ), wykazując ciągłość strukturalną. ( K) Widma XRD wskazują proces ewolucji od CPIC do HAP w oknie szkliwa: wytrawione szkliwo (linia a), początkowe żelowe CPIC powleczone na szkliwie (linia b; suszone powietrzem przez 5 min), warstwa ACP wynikająca z CPIC (linia c; suszone powietrzem przez 15 minut), stan przejściowy ewolucji z ACP do HAP (linia d; remineralizacja przez 24 godziny) i końcową krystaliczną warstwę HAP na szkliwie (linia e; remineralizacja przez 48 godzin). Słupki skali, 20 μm (A), 2 μm (C do F), 500 nm (G), 5 nm (H do J) i 2 nm -1 (G, wstawki).

Szkliwo zębów jest najtwardszą tkanką w organizmie człowieka. To wysoce zmineralizowana substancja, która działa jak bariera chroniąca ząb. Szkliwo może stać się podatne na degradację, szczególnie przez kwasy z pożywienia i napojów. Mimo tego, że jest najtwardszą tkanką w ciele, szkliwo nie może się samo zregenerować, pozostawiając ludzi narażonych na ubytki w zębach, które wymagają wypełnień.

Naukowcy od lat starali się znaleźć skuteczny sposób na odbudowę szkliwa zębów. Wiele laboratoriów na całym świecie próbowało odtworzyć zewnętrzną warstwę ochronną zębów o skomplikowanej strukturze mikroskopijnych pręcików. Udało się to badaczom z Zhejiang University School of Medicine w Hangzhou w Chinach. Uczeni poinformowali, że odkryli metodę, dzięki której złożona struktura szkliwa może być odtworzona.

Wyniki badań chińskich naukowców zostały opublikowane na łamach pisma „Science Advances”.

Zespół prowadzący badania twierdzi, że użyte w ich nowej metodzie materiały są tanie i można je stosować na dużą skalę. – Po intensywnych dyskusjach z dentystami uważamy, że nowa metoda może być szeroko stosowana w przyszłości – powiedział dr Zhaoming Liu, współautor badań.

Utrata szkliwa powoduje szybki rozwój próchnicy. To powszechna przypadłość. Według danych z 2016 roku, około 2,4 miliarda ludzi na całym świecie żyje z próchnicą, a 486 milionów dzieci ma próchnicę w zębach mlecznych.

Obecnie do naprawy uszkodzonego szkliwa stomatolodzy stosują różnorakie materiały. Są to kompozyty światłoutwardzalne czy chemoutwardzalne, ale stosuje się także wypełnienia ubytków w postaci plomb amalgamatowych czy ze stopów ceramicznych. Jednak żaden z tych materiałów nie jest idealny i po kilku latach od zabiegu istnieje ryzyko, że plomba wypadnie.

Głównym problemem naukowców, którzy próbowali odtworzyć szkliwo, była jego skomplikowana struktura. Naukowcy stojący za najnowszymi badaniami twierdzą, że udało im się obejść ten problem, opracowując sposób wytwarzania maleńkich skupisk fosforanu wapnia – głównego składnika szkliwa – o średnicy zaledwie 1,5 nanometra.

Udało się to przy pomocy mieszanki jonów wapniowych i fosforanowych – obu minerałów znajdujących się w szkliwie – z substancją chemiczną o nazwie trimetyloamina. Taka mieszanka w roztworze alkoholu powoduje, że szkliwo formuje się w te same struktury, które widać naturalnie na zębach.

Podczas testów, gdy mieszanina została nałożona na ludzkie zęby, w ciągu 48 godzin odbudowała warstwę szkliwa do grubości około 2,7 mikrometra. Naprawione szkliwo miało podobną wytrzymałość i odporność na zużycie jak naturalne, nieuszkodzony szkliwo.

Uczeni nie udowodnili jednak, że opracowana przez nich metoda będzie działać w „nieprzyjaznym środowisku” w jamie ustnej. Naukowcy dopiero zbliżają się w swoich badaniach do testów z udziałem ludzi. Ma to nastąpić w najbliższej przyszłości.

– Zregenerowane szkliwo ma taką samą strukturę i podobne właściwości mechaniczne jak szkliwo naturalne. Mamy nadzieję na odbudowę szkliwa zębów bez użycia wypełnień. Jeśli wszystko pójdzie dobrze rozpoczniemy próby z udziałem ludzi w ciągu jednego do dwóch lat – przyznał dr Liu.

 

 

ŹródłoThe Guardian, sciencemag.org