Учёные из Ноттингемского университета совместно с международной группой исследователей представили прорывную разработку — белковый гель, способный не просто укреплять зубную эмаль, но и фактически восстанавливать её. Это открытие может радикально изменить подход к лечению зубов, ведь до сих пор человек не имел способа регенерировать утраченную эмаль — самую твёрдую ткань организма, которая с возрастом постепенно истончается.
Как работает восстанавливающий гель
Новый гель действует по принципу «умного ремонта». После нанесения — примерно так же, как при фторировании у стоматолога — он образует тонкий слой, который проникает в микротрещины и поры эмали. Затем начинается главное: материал создаёт своего рода «каркас», на который притягиваются ионы кальция и фосфата из слюны. В результате запускается процесс, известный как эпитаксиальное минералообразование — рост кристаллов, повторяющих естественную структуру эмали.
Фактически, новые минеральные отложения срастаются с тканью зуба, формируя слой, который не отличить от настоящей эмали ни по прочности, ни по строению.
«Эмаль уникальна — её микроструктура обеспечивает защиту зубов от механических, химических и температурных воздействий всю жизнь. Наш материал способен восстанавливать эту структуру, способствуя росту кристаллов в строго организованном порядке», — объясняет руководитель исследования доктор Абшар Хасан.
Почему это важно
По данным Всемирной организации здравоохранения, около 3,7 миллиарда человек во всём мире страдают заболеваниями полости рта. Разрушение эмали — один из главных факторов кариеса и повышенной чувствительности зубов. Виновниками обычно становятся кислые напитки, сахар, чрезмерно активная чистка, скрежетание зубами и даже сухость во рту. И хотя фтор помогает замедлить процесс разрушения, он не способен вернуть утраченную эмаль.
Чтобы решить эту проблему, учёные создали сверхэластичную белковую матрицу, имитирующую природный механизм формирования эмали. Она не только прочна, но и способна запускать рост кристаллов гидроксиапатита — основного минерального компонента зубов.
Для проверки технологии исследователи использовали удалённые человеческие моляры. Поверхность зубов обработали кислотой, чтобы имитировать эрозию, после чего нанесли гель и дали ему высохнуть. Затем зубы помещали в искусственную слюну, богатую минералами. Спустя 10 дней учёные наблюдали, как в геле формируются нанокристаллы фторапатита, идентичные по структуре натуральной эмали.
Микроскопия показала, что новые кристаллы плавно переходят в слой старой эмали, образуя единую решётку. Тесты на твёрдость подтвердили: восстановленный слой практически не уступает естественному, а по стойкости к истиранию и кислоте даже превосходит его.
По словам профессора Альваро Маты, руководителя кафедры биомедицинской инженерии, технология разработана с прицелом на практическое применение: «Она безопасна, проста в использовании и масштабируема. Её можно внедрить в самые разные продукты — от стоматологических процедур до домашних средств ухода. Мы уже запустили стартап Mintech-Bio и надеемся выпустить первый продукт уже в следующем году».
Однако учёные подчеркивают: пока испытания проводились в лабораторных условиях, а слой геля был всего несколько микрометров толщиной — намного тоньше природной эмали. Поэтому вопрос о его долговечности остаётся открытым.
Тем не менее, этот гель — первый реальный шаг к регенерации эмали, который в будущем может избавить человечество от пломб и бормашин.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications и уже получило отклик в научном сообществе. Если дальнейшие испытания подтвердят эффективность технологии, возможно, совсем скоро поход к стоматологу превратится из неприятной необходимости в быструю безболезненную процедуру восстановления зубов — буквально одним мазком геля.
