To może być rewolucja w stomatologii! Rosjanie stworzyli materiał twardszy niż szkliwo

Rosyjscy naukowcy, ulepszając hydroksyapatyt, stworzyli innowacyjny materiał stomatologiczny, który jest twardszy niż naturalne szkliwo!
Ulepszony hydroksyapatyt może zrewolucjonizować stomatologię /Fot. Pixabay
Ulepszony hydroksyapatyt może zrewolucjonizować stomatologię /Fot. Pixabay

Zespół naukowców z Uralskiego Uniwersytetu Federalnego dodał kompleks aminokwasów do hydroksyapatytu, tworząc materiał stomatologiczny, który replikuje skład i mikrostrukturę naturalnego szkliwa. Materiał odtwarza cechy powierzchni zęba na poziomie molekularnym, a pod względem wytrzymałości przewyższa naturalną tkankę. Szczegóły opisano w czasopiśmie Engineering.

Czytaj też: Witamina D na mocne kości? Pomaga, ale na coś zupełnie innego

Dr Pavel Seredin z Uralskiego Uniwersytetu Federalnego mówi:

Szkliwo zębów pełni funkcję ochronną, ale niestety jego integralność może zostać naruszona, np. przez abrazję, erozję czy mikropęknięcia. Jeśli powierzchnia tkanki nie zostanie w porę naprawiona, zmiana szkliwa wpłynie na zębinę, a następnie na miazgę zęba. Dlatego konieczne jest przywrócenie powierzchni szkliwa do zdrowego poziomu lub zbudowanie dodatkowych warstw na powierzchni, jeśli stała się ona bardzo cienka. Stworzyliśmy biomimetyczną zmineralizowaną warstwę, której nanocząstki replikują uporządkowanie kryształów apatytu szkliwa zębów. Odkryliśmy również, że zaprojektowana warstwa hydroksyapatytu przewyższa twardość rodzimego szkliwa.

Szkliwo lepsze od naturalnego

Szkliwo zębów składa się głównie z substancji nieorganicznej (apatyt, ok. 95% masy), składnika organicznego (włókna kolagenowe, 1-1,5%) i wody (4%). Stomatologiczne materiały kompozytowe nie mają zdolności samodzielnego fizycznego i chemicznego wiązania się z tkankami zęba. Dlatego też w celu stworzenia silnego połączenia pomiędzy kompozytem a tkankami zęba należy zastosować dodatkowe materiały. Aby zwiększyć skuteczność wiązania szkliwa i kompozytu, w technice odbudowy zębów stosuje się kwaśną obróbkę wstępną szkliwa za pomocą płynu lub żelu na bazie kwasu fosforowego (10-37%) lub kwasu maleinowego (10%).

Czytaj też: Kości zrastają się jak szalone. To zasługa nowej metody

Rosyjscy naukowcy postanowili naturalny hydroksyapatyt dodatkowo ulepszyć, dodając do niego m.in. lizynę, argininę i histydynę. W ten sposób uzyskano minerał, który jest podobny do naturalnego składnika szkliwa zębów.

Naukowcy testujący ulepszony hydroksyapatyt /Fot. Danil Ilyukhin

Dr Pavel Seredin dodaje:

Tradycyjnie w stomatologii do odbudowy szkliwa stosuje się kompozytowe materiały wypełnieniowe. Aby zwiększyć efektywność wiązania szkliwa i kompozytu, technika odbudowy polega na wcześniejszym wytrawianiu szkliwa kwasem. Pozostawione produkty trawienia nie zawsze mogą mieć pozytywny wpływ na łączenie szkliwa i materiałów syntetycznych. Aby odtworzyć warstwy szkliwa za pomocą technik biomimetycznych, zneutralizowaliśmy podłoże i usunęliśmy produkty trawienia za pomocą zasady wapniowej. W ten sposób poprawiliśmy wiązanie nowych warstw hydroksyapatytowych.

Wykorzystując skaningowy mikroskop elektronowy, mikroskop sił atomowych i spektroskopię Ramana, naukowcy potwierdzili, że powstała zmineralizowana warstwa o właściwościach przypominających naturalną tkankę. Badanie przeprowadzono na zdrowych zębach, aby wyeliminować wpływ czynników zewnętrznych na powstałą warstwę i móc porównać wyniki ze zdrowymi zębami. Kolejnym etapem będzie próba naprawy większych ubytków – od początkowych stadiów próchnicy po pęknięcia strukturalne.