Розроблено метод відновлення зубної емалі

Можливо, завдяки новому матеріалу стоматологи зможуть «зарощувати» кариозні порожнини замість того, щоб розгортати їх і заповнювати пломбуючим матеріалом.

Група вчених з Лондонського університету королеви Марії (Queen Mary University of London) змогла розробити матеріал, здатний відновлювати пошкоджену зубну емаль. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Communications.

Ідею створення біоматеріалу, здатного в буквальному сенсі слова заліковувати «дірки» в зубах, підказала природа. Вчені помітили, що багато матеріалів природного походження, наприклад кісткова тканина, володіють специфічною ієрархічною структурою. Структурні елементи таких тканин розрізняються за розміром і просторовою орієнтацією, що і надає матеріалу нові корисні властивості.

Формування мінералізованих тканин з ієрархічною структурою неможливо без біомінералізації, процесу, що йде на органічних матрицах під суворим біологічним контролем. Білки керують «будівництвом» тканини, на молекулярному рівні визначаючи просторову орієнтацію окремих елементів і беручи участь у формуванні з'єднань.

Раніше вченим вже вдавалося відтворити процес мінералізації кісткової тканини, а також створити матеріали з ієрархічною структурою, що використовують для зростання хітинові матриці. Але одним з найактуальніших завдань у цій галузі, як і раніше, залишалося створення штучної зубної емалі, за структурою і властивостями наближеної до свого природного аналога.

Для створення штучної емалі різні команди вчених намагалися використовувати нанокристали апатитів і різні органічні матриці, проте безуспішно. Автори нового дослідження вирішили використовувати в роботі так звані внутрішньо неупорядковані білки (intrinsically disordered proteins, IDP), що відіграють важливу роль у міжмолекулярних взаємодіях на кордоні «білок - мінерал».

У підсумку вченим вдалося досягти мети: процес мінералізації почав носити керований характер, призводячи до появи належним чином сформованої ієрархічної структури на основі нанокристалів апатитів. Експерименти продемонстрували, що новий матеріал відрізняється твердістю і міцністю, а також стійкістю до впливу кислого середовища, і, що важливо, може синтезуватися в різних умовах, в тому числі - на поверхні живих тканин.

Зрозуміло, до впровадження нового матеріалу в клінічну практику ще далеко, але автори розробки сподіваються, що з часом штучна емаль буде використовуватися для регенерації твердих тканин, в тому числі - в стоматології.