Ученые изобрели гель, который может восстанавливать поврежденную зубную эмаль
Представьте себе обычный визит к стоматологу, во время которого врач наносит прозрачный гель, а уже через две недели ваши зубы покрываются крепкой, блестящей эмалью — такой же, какой она была в детстве. Это не фантастика. Ученые из Ноттингемского университета разработали революционный материал, буквально «выращивающий» зубную эмаль заново.
Как работает инновационный гель
Раствор содержит 5% белка ELR, ионы кальция и соединитель, удерживающий все компоненты вместе. Гель наносится на поврежденную эмаль или даже оголенный дентин тонким слоем толщиной 2-10 микрометров. Белок образует нанофибриллы — тонкие, но крепкие ниточки шириной 15–40 нанометров. Их соединяют между собой ионы кальция. Все вместе формирует каркас, проникающий в микротрещины зуба и создающий основу для ремонта. Под микроскопом это смотрится как плотная сетка, готовая ловить минералы.
Дальше происходит настоящее чудо: из вашей же слюны гель «вытаскивает» кальций и фосфат — те же вещества, из которых и состоит природная эмаль. Уже через 2 часа на поверхности нанофибрилл образуются крошечные пластинки аморфного кальций-фосфата. Белковые ниточки стабилизируют эти кластеры, не давая им рассыпаться.
В период от 24 часов до 10 дней (при температуре тела 37°C) аморфные формы кальция и фосфата превращаются в кристаллы фторапатита — основного минерала эмали. При этом кристаллы растут не хаотично, а эпитаксиально: новые молекулы как звенья цепочки «присоединяются» к старым кристаллам зуба, продолжая их структуру. Это обеспечивает бесшовное соединение — новая эмаль становится частью старой.
Через 10 дней под действием ферментов белковый каркас медленно разлагается. Остается только слой новой эмали толщиной 5-10 микрометров. Она имеет те же свойства, что и естественная (прочность 76 ГПа, жесткость 3 ГПа). Тесты в реальных условиях — чистка щеткой, жевание, употребление кислой пищи — подтверждают, что новая эмаль держится как родная.
Посмотрите на фото: слева — зуб с пористой эмалью и эрозиями, похожий на старый бетон с дырками. Справа — тот же зуб после двухнедельного лечения: поверхность гладкая, кристаллы выстроены ровно, как в здоровом зубе 10-летнего ребенка.
«Наш материал безопасен, его легко наносить, и он подходит всем — от детей до пожилых людей», — рассказывает профессор Альваро Мата, руководитель исследования.
Его команда уже основала стартап Mintech-Bio. Первые продукты — гели для стоматологов и, возможно, даже для домашнего использования — появятся на рынке уже в следующем году.