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Nat Commun:科学家开发出可再生口腔牙釉质的新型材料

来源:本站原创 2018-06-06 08:40

2018年6月6日 讯 /生物谷BIOON/ --日前,一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中,来自伦敦大学玛丽女王学院的科学家们通过研究开发了一种生长矿化材料的新方法,这些材料或能再生诸如牙釉质和骨骼等硬组织。

图片来源:Alvaro Mata

釉质(enamel)位于牙齿外部,其是机体中最坚硬的组织,其能让我们的牙齿在一生过程中都发挥多种作用,比如咬东西、接触酸性食物和饮料以及极端的温度等,这一卓越的表现源于其高度组织化的结构。然而,并不像机体中其它组织,一旦牙釉质缺损后将无法继续再生,从而就会造成牙痛或牙缺失,这些问题影响着全球50%以上的人群健康,因此寻找一种能够再生牙釉质的新方法或许是口腔学研究的一大成就。

本文中,研究人员所开发的新方法能够制造出精确且有序的材料,而且这些材料的外观和行为非常像牙釉质。这种材料能用作多种口腔并发症的治疗,比如预防和治疗蛀牙或牙齿敏感等。研究者Sherif Elsharkawy博士说道,我们非常激动,因为这种矿化材料平台的简单性和多功能性能为我们提供机会治疗牙齿问题并且再生牙釉质,比如我们就能够开发出耐酸的绷带,其能够浸润、矿化并且保护暴露的牙本质小管,从而治疗牙本质过敏症等疾病。

研究者所开发的方法基于一种特殊的蛋白材料,其能够诱发并且指导磷灰石纳米晶体在多个尺度上进行生长,当口腔中的牙釉质发育时,这些也能随之而生长。这种组织结构对于天然牙釉质所表现出的优异的物理学特性至关重要。Alvaro Mata教授表示,材料科学研究的主要目的就在于根据分子结构元件的精确控制,从自然中学习如何开发出有用的材料,而本文中我们就能利用一些无序的蛋白质来控制并且指导多个尺度的矿化过程,通过上述过程,我们就能开发出新型技术来轻松生长出合成性的材料,在大范围内模拟这种分层结构体系,并且调整其特性。

通过对矿化过程进行控制,研究人员就有可能开发出模拟不同坚硬组织特性的特殊材料,不仅仅是牙釉质,还可以是骨骼和牙本质;本文研究结果或能在再生医学的多个领域中进行应用,此外,本文研究还深入阐明了蛋白质混乱/障碍在人类生理学和病理学表现过程中的重要角色。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Elsharkawy S, Al-Jawad M, Pantano MF, et al. Protein disorder-order interplay to guide the growth of hierarchical mineralized structures. Nat Commun. 2018 Jun 1;9(1):2145. doi: 10.1038/s41467-018-04319-0

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