Ученые усовершенствовали минерализированный материал, способный восстановить зубную эмаль

Ученые усовершенствовали гидроксиапатит, материал для минерализации костей и зубов. Добавив к гидроксиапатиту комплекс аминокислот, они смогли сформировать зубное покрытие, повторяющее состав и микроструктуру натуральной эмали. Улучшенный состав материала повторяет особенности поверхности зуба на молекулярном и структурном уровне, а по прочности превосходит естественную ткань.

Новый метод восстановления зубов может быть использован для снижения чувствительности зубов при истирании эмали или для ее восстановления после эрозии или неправильного питания. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Results in Engineering.

«Зубная эмаль выполняет защитную функцию, но, к сожалению, ее целостность может быть разрушена, например, в результате истирания, эрозии или микротрещин. Если вовремя не восстановить поверхность ткани, поражение эмали затронет дентин, а затем и пульпу зуба. Поэтому необходимо восстановить поверхность эмали до здорового уровня или нарастить дополнительные слои на поверхности, если она стала очень тонкой. Мы создали биомиметический (т.е. имитирующий природный) минерализованный слой, нанокристаллы которого повторяют упорядочение нанокристаллов апатита зубной эмали. Мы также обнаружили, что созданный слой гидроксиапатита обладает повышенной нанотвердостью, превышающей твердость нативной эмали», - рассказал Павел Середин, заведующий кафедрой физики твердого тела и наноструктур Воронежского государственного университета.

Гидроксиапатит - это соединение, которое является основным компонентом костей и зубов человека. Ученые подобрали комплекс полифункциональных органических и полярных аминокислот, включая, например, лизин, аргинин и гистидин, которые важны для формирования и восстановления костных и мышечных структур.

Выбранные аминокислоты позволили получить гидроксиапатит, который морфологически полностью аналогичен апатиту (основному компоненту тканей) зубной эмали. 

Образование минерализованного слоя со свойствами, напоминающими свойства естественной твердой ткани, было подтверждено с помощью полевой эмиссионной электронной и атомно-силовой микроскопии, а также химической визуализацией участков поверхности с помощью микроспектроскопии Рамана. Исследование проводилось на здоровых зубах, чтобы исключить влияние посторонних факторов на полученный слой и иметь возможность сравнить результаты со здоровыми зубами.