Химики научились выращивать зубную эмаль прямо на зубе. Пока очень тонкую, зато настоящую

Ученые из Китая разработали метод, позволяющий восстанавливать зубную эмаль в первозданном виде: во время обработки специальным гелем кристаллы эмали вырастают прямо на зубе, сохраняя свою сложную микроскопическую структуру. Пока толщина такой искусственной эмали очень небольшая, но даже она придает зубам дополнительную механическую прочность. Результаты исследования ученых из Чжэцзянского университета опубликовал журнал Science Advances. 

Зубная эмаль — самый твердый материал в человеческом теле. Однако он, как известно, легко повреждается кислотой, что приводит к обнажению дентина и, в конечном итоге, ведет к разрушению зуба. Этот процесс, который можно было бы предотвратить при наличии технологии восстановления эмали, отвечает за более чем 2,4 миллиарда случаев заболевания кариесом, зарегистрированных в мире.

Сегодня существует множество методов укрепления и защиты эмали — как уже применяющихся на практике, так и тех, что пока только разрабатываются. Однако пока ни один из них не позволял сохранять ее природную структуру, которая отличается значительной сложностью: тонкие столбики кристаллов гидроксиапатита располагаются на поверхности зуба пучками, что придает эмали под микроскопом вид, напоминающий рыбью чешую.

В новой статье ученые описывают метод, который позволил не просто укрепить поверхность зуба, а вырастить новую эмаль на старой, причем полностью сохранив ее структуру. Для этого ученые использовали спиртовой раствор довольно простого вещества (триэтилацетата), которое выступило в роли переносчика основного строительного материала для кристаллов эмали — аморфного фосфата кальция. Именно включение в процесс вещества-переносчика и стало главным нововведением.

В эксперименте китайские ученые сначала обрабатывали изолированный человеческий зуб кислотой, что приводило к сильному повреждению эмали, затем на часть его поверхности наносили «залечивающий» гель с аморфным веществом-предшественником и его переносчиком. Спустя некоторое время поверхность зуба изучали под микроскопом и замеряли ее механические свойства.

Оказалось, что во время обработки аморфный строительный материал из геля включается в состав старых кристаллов, они вырастают и удлиняются в среднем на 0,0027 миллиметра. Такой слой, конечно, нельзя назвать достаточным, однако даже он сильно меняет свойства зуба: восстанавливается механическая прочность эмали и понижается ее коэффициент трения.

По оценке эксперта по ортопедической стоматологии в Королевском колледже Лондона Шерифа Эльшаркауи, которого цитирует The Guardian, для начала практического применения технологии авторам придется научиться наращивать слой эмали хотя бы в 0,5 миллиметра в толщину — а это в сотни раз больше, чем пока удалось сделать. Однако уже сейчас понятно, что процедуру можно повторять многократно, наращивая один слой поверх другого.

Попытки выращивать зубную эмаль предпринимались и раньше. Новый способ отличается от предыдущих тем, что исследователям из Чжэцзянского университета удалось стимулировать собственный рост кристаллов эмали из внешних компонентов. Выращенная ими защитная оболочка зуба неотличима от натуральной.