Вчені винайшли гель, який здатен відновити пошкоджену зубну емаль
Уявіть собі звичайний візит до стоматолога, під час якого лікар наносить прозорий гель, а вже за два тижні потому ваші зуби вкриваються міцною, блискучою емаллю — такою ж, якою вона була в дитинстві. Це не фантастика. Вчені з Ноттінгемського університету розробили революційний матеріал, який буквально «вирощує» зубну емаль заново.
Як працює інноваційний гель
Розчин містить 5% білка ELR, іони кальцію та з’єднувач, який тримає компоненти вкупі. Гель наноситься на пошкоджену емаль чи навіть оголений дентин — тонким шаром товщиною 2–10 мікрометрів. Білок утворює нанофібрили — тонкі, але міцні ниточки шириною 15–40 нанометрів. Їх з’єднують між собою іони кальцію. Все разом формує «каркас», який проникає в мікротріщини зуба, створюючи основу для ремонту. Під мікроскопом це виглядає як щільна сітка, готова ловити мінерали.
Далі стається справжнє диво: з вашої ж слини гель «витягує» кальцій і фосфат — ті самі речовини, з яких і складається природна емаль. Уже за 2 години на поверхні нанофібрил утворюються крихітні пластинки аморфного кальцій-фосфату. Білкові ниточки стабілізують ці кластери, не даючи їм розсипатися.
У період від 24 годин до 10 днів (при температурі тіла 37°C) аморфні форми кальцію та фосфату перетворюються на кристали фторапатиту — основного мінералу емалі. При цьому кристали ростуть не хаотично, а епітаксіально: нові молекули, як ланки ланцюжка «приєднуються» до старих кристалів зуба, продовжуючи їхню структуру. Це забезпечує безшовне з’єднання — нова емаль стає частиною старої.
За 10 днів під дією ферментів білковий каркас повільно розкладається. Залишається тільки шар нової емалі товщиною 5–10 мікрометрів. Вона має ті ж властивості, що й природна (міцність 76 ГПа, твердість 3 ГПа). Тести в реальних умовах — чищення щіткою, жування, вживання кислої їжі — підтверджують, що нова емаль тримається як рідна.
Подивіться на фото: ліворуч — зуб із пористою емаллю та ерозіями, схожий на старий бетон із дірками. Праворуч — той самий зуб після двотижневого лікування: поверхня гладенька, кристали вишикувані рівно, як у здоровому зубі 10-річної дитини.
«Наш матеріал безпечний, його легко наносити, і він підходить усім — від дітей до літніх людей», — розповідає професор Альваро Мата, керівник дослідження.
Його команда вже заснувала стартап Mintech-Bio. Перші продукти — гелі для стоматологів і, можливо, навіть для домашнього використання — з’являться на ринку вже наступного року.