科学家们设计合成牙齿涂层 其硬度超过天然牙釉质

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据New Atlas报道，作为人体中最坚硬的组织，牙釉质对工程师来说不是一种容易模仿的材料，但这样做可能意味着材料科学和再生医学的重大意义。研究人员现在报告说在这一领域取得了突破，通过调整一种天然存在的矿物的成分，在一种新型的牙齿涂层中模仿天然牙釉质的微观结构，并以一种提供更大强度的方式做到这一点。

由俄罗斯和埃及的科学家们新开发的牙齿涂层使用羟基磷灰石作为起点。这种化合物是人类和动物的骨组织和矿化组织的主要成分。

研究人员在羟基磷灰石中掺入了天然帮助修复骨骼和肌肉结构的氨基酸复合物，如赖氨酸和精氨酸，从而形成了一个矿化层，其特性类似于天然牙釉质的主要成分。然后，该材料被应用于健康的牙齿，因此该团队可以观察其与真实牙齿组织结合的能力。

科学家们使用化学成像、场发射电子和原子力显微镜来研究新材料的特性。他们发现矿化层的厚度在300至500纳米之间，其纳米晶体结构与天然牙釉质中的磷灰石晶体结构一致。重要的是，研究小组发现新涂层表现出令人印象深刻的强度，当在纳米尺度上测量时，甚至比天然珐琅的硬度更大。

“我们创造了一个仿生矿化层，其纳米晶体复制了牙釉质的磷灰石纳米晶体的排序，”研究作者Pavel Seredin解释说。“我们还发现，所设计的羟基磷灰石层的纳米硬度增加，超过了天然牙釉质的硬度。”

作为牙齿的一个非常精细但非常坚韧的涂层，牙釉质在抵御蛀牙方面发挥着重要作用，但它也是人体中唯一不能再生的组织之一。这意味着它在一生中的侵蚀会导致严重的牙齿问题，但我们已经看到一些创造性的方法来再生牙釉质，例如使用低功率激光来刺激干细胞，或使用含有肽的牙膏。

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在抛出另一个潜在的解决方案时，该团队想象其技术能够帮助恢复因侵蚀或磨损而磨损的牙釉质。但他们也希望通过探索如何将其应用于更大的缺陷，如裂缝和断裂，来进一步改进它。

该研究发表在《[url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590123022002535]工程》杂志上。