據New Atlas報道，作為人體中最堅硬的組織，牙釉質對工程師來說不是一種容易模仿的材料，但這樣做可能意味着材料科學和再生醫學的重大意義。研究人員現在報告說在這一領域取得了突破，通過調整一種天然存在的礦物的成分，在一種新型的牙齒塗層中模仿天然牙釉質的微觀結構，並以一種提供更大強度的方式做到這一點。
由俄羅斯和埃及的科學家們新開發的牙齒塗層使用羥基磷灰石作為起點。這種化合物是人類和動物的骨組織和礦化組織的主要成分。
研究人員在羥基磷灰石中摻入了天然幫助修復骨骼和肌肉結構的氨基酸複合物，如賴氨酸和精氨酸，從而形成了一個礦化層，其特性類似於天然牙釉質的主要成分。然後，該材料被應用於健康的牙齒，因此該團隊可以觀察其與真實牙齒組織結合的能力。
科學家們使用化學成像、場發射電子和原子力顯微鏡來研究新材料的特性。他們發現礦化層的厚度在300至500納米之間，其納米晶體結構與天然牙釉質中的磷灰石晶體結構一致。重要的是，研究小組發現新塗層表現出令人印象深刻的強度，當在納米尺度上測量時，甚至比天然琺琅的硬度更大。
“我們創造了一個仿生礦化層，其納米晶體複製了牙釉質的磷灰石納米晶體的排序，”研究作者Pavel Seredin解釋說。“我們還發現，所設計的羥基磷灰石層的納米硬度增加，超過了天然牙釉質的硬度。”
作為牙齒的一個非常精細但非常堅韌的塗層，牙釉質在抵禦蛀牙方面發揮着重要作用，但它也是人體中唯一不能再生的組織之一。這意味着它在一生中的侵蝕會導致嚴重的牙齒問題，但我們已經看到一些創造性的方法來再生牙釉質，例如使用低功率激光來刺激幹細胞，或使用含有肽的牙膏。
在拋出另一個潛在的解決方案時，該團隊想象其技術能夠幫助恢復因侵蝕或磨損而磨損的牙釉質。但他們也希望通過探索如何將其應用於更大的缺陷，如裂縫和斷裂，來進一步改進它。
該研究發表在《工程》雜誌上。