诺丁汉大学药学院和化学与环境工程系的科学家创造了这种材料，以模仿天然形成牙釉质的生物过程。他们的研究结果发表在《自然通讯》（Nature Communications）上，表明这种凝胶可以修复因矿物质流失或侵蚀而变弱的牙釉质，加固仍然健康的牙釉质，并帮助保护牙齿免受未来的损害。
一种重现天然牙釉质生长的凝胶
牙医可以使用类似于当今实施氟化物治疗的过程快速应用这种凝胶。然而，与传统的含氟产品不同，这种新凝胶不含氟化物。相反，它由蛋白质制成，旨在重现婴儿期牙釉质发育过程中天然蛋白质的重要功能。
凝胶涂抹在牙齿上后，会形成一层薄而耐用的涂层，渗透牙齿表面并填充细小的裂缝、孔隙和其他受损区域。该涂层随后充当重建牙釉质矿物结构的框架。
该材料从唾液中提取钙离子和磷酸根离子，并利用它们引导新矿物晶体的受控形成。这一过程被称为外延矿化。简而言之，新晶体与牙齿现有的结构对齐生长，使其能够与下方的天然组织连接，而不是形成一层独立的、组织混乱的涂层。
据研究人员称，这种有序生长有助于修复后的表面恢复健康牙釉质的微观结构和物理特性。
一种可能的牙齿敏感治疗方法
这种材料也可能帮助牙本质暴露的人群。牙本质是牙釉质下方较软的一层，当牙釉质磨损或牙龈萎缩时，它可能会暴露出来。由于牙本质包含通向牙齿神经的微小管道，暴露会导致对热、冷、甜味或触碰产生剧烈的敏感反应。
当应用于暴露的牙本质时，凝胶可以在表面生长出一层类似牙釉质的矿物层。这可能有助于降低牙齿敏感度，同时为牙齿修复体的粘接创造更坚固的表面。
为什么牙釉质流失如此难以治疗
牙釉质损伤是龋齿和其他影响全球近50%人口的牙齿疾病的主要因素之一。严重的牙齿疾病可能导致疼痛、感染和牙齿脱落。口腔健康状况不佳还与更广泛的健康状况有关，包括糖尿病和心血管疾病。
牙釉质是保护牙齿免受压力、温度变化、酸蚀和日常磨损的坚硬外壳。尽管它是人体中最坚硬的组织，但牙釉质不含活细胞，一旦流失便无法自我修复。
现有的产品如含氟涂料和再矿化治疗可以帮助加固剩余的牙釉质或减轻症状，但无法有效替代原有的牙釉质结构。诺丁汉大学的研究人员表示，他们的材料可以通过促进与天然组织非常相似的有序矿物生长，提供一种更具修复性的选择。
重建的牙釉质能承受日常压力
该研究的主要作者、博士后研究员阿布沙尔·哈桑博士说：“牙釉质具有独特的结构，这赋予了它卓越的性能，保护我们的牙齿一生免受物理、化学和热刺激的伤害。当我们的材料应用于脱矿或侵蚀的牙釉质，或暴露的牙本质时，该材料会以整合且有序的方式促进晶体生长，恢复我们天然健康牙釉质的架构。我们在模拟‘现实生活情况’（如刷牙、咀嚼和接触酸性食物）的条件下测试了这些再生组织的机械性能，发现再生的牙釉质表现得就像健康的牙釉质一样。”
研究人员在旨在重现牙齿在日常生活中所承受压力的条件下测试了再生材料。这些条件包括反复刷牙、咀嚼力以及接触可能逐渐溶解牙釉质的酸性食物。
结果表明，修复后的组织表现出与健康天然牙釉质相似的机械行为，表明其可能足够耐用，可用于实际的牙科治疗。
研究人员迈向商业化产品
领导该研究的生物医学工程与生物材料讲席教授阿尔瓦罗·马塔表示：“我们非常兴奋，因为这项技术在设计时就充分考虑了临床医生和患者的需求。它是安全的，易于快速应用，且具有可扩展性。此外，该技术具有多功能性，这为将其转化为多种类型的产品提供了机会，以帮助所有年龄段、遭受各种与牙釉质流失和牙本质暴露相关的牙齿问题的患者。我们已经通过我们的初创公司 Mintech-Bio 启动了这一过程，并希望明年能推出首款产品；这项创新可能很快就能帮助全球的患者。”
由于这种凝胶可以快速应用且能大规模生产，研究人员相信它最终可以被纳入多种牙科产品中。可能的应用包括针对牙釉质侵蚀的专业治疗、针对敏感牙齿的产品，以及旨在提高补牙填充物或其他修复体耐用性的材料。
该团队已开始通过其初创公司 Mintech-Bio 致力于商业化工作，目标是开发一款用于临床应用的初期产品。