牙材料

p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 浙江大学化学系的唐睿康教授即将迎来一次“长”牙的体验。他带领的研究团队发明出 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 一种仿生修补液 /span ，在牙釉质的缺损处滴上两滴，48小时内缺损表面能“长”出2.5微米晶体修复层，其成分、微观结构和力学性能与天然牙釉质几乎一致，并与原有组织无缝连结，浑然一体。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" text-indent: 2em " 德国著名生物矿化学家、康斯坦兹大学 /span span style=" text-indent: 2em color: rgb(255, 0, 0) " Helmut Cö lfen教授评价说： /span span style=" text-indent: 2em color: rgb(255, 0, 0) " 这是我所知道的迄今为止最好的牙釉质修复材料 /span span style=" text-indent: 2em " ，有望在临床上真正实现牙釉质的原位修复。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" text-indent: 2em " 论文8月30日在线发表在Science Advances（《科学进展》）杂志。论文第一作者为化学系邵长鹆博士，共同通讯作者为化学系刘昭明博士。 /span /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 253px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/7e88c02c-cc13-4911-b042-ee9848485417.jpg" title=" 人牙修复实验.jpg" alt=" 人牙修复实验.jpg" width=" 450" height=" 253" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " strong 图：人牙修复实验 /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" color: rgb(255, 255, 255) background-color: rgb(255, 0, 0) " strong 最“硬”的挑战 /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" text-indent: 2em " 资料显示，牙釉质的摩氏硬度（一种相对硬度的表示方法）比金刚石略低，与水晶相当， /span span style=" text-indent: 2em color: rgb(255, 0, 0) " 是人体中最硬的天然生物材料 /span span style=" text-indent: 2em " 。这层包裹于牙齿表面的半透明的物质，厚度约为2 毫米左右，其无机矿物含量高达96%。邵长鹆介绍， /span span style=" text-indent: 2em color: rgb(255, 0, 0) " 牙釉质近似于一层天然的无机晶体矿物 /span span style=" text-indent: 2em " ，主要是成分是羟基磷灰石晶体，其排布非常致密，纤维状的纳米羟基磷灰石首先通过紧密聚集形成直径约5微米的釉柱，然后这些釉柱进一步交叉排列形成高度有序的层级结构，让牙釉质坚如磐石，于是我们能够自如地切割、研磨食物。 /span /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/24fdcbfa-1211-4fd4-a079-3bc56758f44c.jpg" title=" 牙齿的剖面结构.jpg" alt=" 牙齿的剖面结构.jpg" width=" 450" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" / /p section style=" margin: 0px padding: 0px 10px text-align: justify color: rgba(62, 62, 62, 0.94) line-height: 1.8 letter-spacing: 0.5px font-family: -apple-system-font, blinkmacsystemfont, " helvetica=" " pingfang=" " hiragino=" " sans=" " microsoft=" " yahei=" " max-width:=" " box-sizing:=" " background-color:=" " overflow-wrap:=" " powered-by=" xiumi.us" p style=" padding: 0px text-align: center clear: both margin-top: 0px margin-bottom: 0px min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word " strong span style=" margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word color: rgb(0, 0, 0) " 图：牙齿的剖面结构 /span /strong span style=" margin: 0px padding: 0px color: rgb(160, 160, 160) max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word " & nbsp & nbsp /span /p p style=" padding: 0px clear: both min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 牙釉质作为高度矿化的生物组织，几乎可被视为纯无机物，由于缺乏包括细胞在内的生物有机基质，因此无法再生。自恒牙长成的第一天起，牙釉质就在缓慢地消耗着，细菌酵解食物中的糖类物质释放出酸以及酸性饮料都会加速它的消耗。一旦牙釉质的防线被突破，整颗牙就像失去了保护伞。让很多人噩梦般痛苦的蛀牙，都是从牙釉质的破坏开始的。 /span /p p style=" padding: 0px clear: both min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" text-indent: 2em margin: 0px padding: 0px max-width: 100% overflow-wrap: break-word color: rgb(255, 0, 0) box-sizing: border-box !important " 修复牙釉质，堪称是仿生领域一项最“硬”的挑战，科学家们没有停止过尝试。 /span span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 0, 0) " 常见的补牙材料，例如复合树脂、陶瓷和汞合金等，它们几乎发挥着“填料”的功能，适用于“大洞”修补，但对小缺小裂却填不进去，并且与天然组织之间也不能完全结合，所以，补牙之后医生一定会叮嘱你，咬螃蟹，嗑核桃之类的事就属于危险动作了；在其他一些实验室，科学家还尝试了仿生矿化的方法，由于牙釉质结构的复杂性，过去还无法有效获得与天 /span span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 0, 0) " 然釉质多级结构一致的大面积修复层，达不到临床应用要求，也没能真正在牙齿上实现修复。 /span /p p style=" padding: 0px clear: both min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" text-indent: 2em color: rgb(255, 0, 0) " “ span style=" margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word " 理想的修复方法，应该是材料、结构、力学性能三者的统一，而且能实现原位修复。 /span ” /span span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 0, 0) " 刘昭明说。 /span /p /section section style=" margin: 0px padding: 0px 10px text-align: justify color: rgba(62, 62, 62, 0.94) line-height: 1.8 letter-spacing: 0.5px font-family: -apple-system-font, blinkmacsystemfont, " helvetica=" " pingfang=" " hiragino=" " sans=" " microsoft=" " yahei=" " max-width:=" " box-sizing:=" " background-color:=" " overflow-wrap:=" " powered-by=" xiumi.us" p style=" padding: 0px clear: both min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) " strong style=" margin: 0px padding: 0px -ms-word-wrap: break-word !important max-width: 100% box-sizing: border-box " 两滴修补液，“长”出牙釉质 /strong /span /p p style=" padding: 0px clear: both min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" color: rgb(0, 0, 0) text-indent: 2em " 唐睿康团队提出了一种全新的修复策略，有望将牙修复从“填补”时代带入到“ /span span style=" text-indent: 2em margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word color: rgb(255, 0, 0) " 仿生再生 /span span style=" color: rgb(0, 0, 0) text-indent: 2em " ”阶段。 /span /p /section section style=" margin: 0px padding: 0px 10px text-align: justify color: rgba(62, 62, 62, 0.94) line-height: 1.8 letter-spacing: 0.5px font-family: -apple-system-font, blinkmacsystemfont, " helvetica=" " pingfang=" " hiragino=" " sans=" " microsoft=" " yahei=" " max-width:=" " box-sizing:=" " background-color:=" " overflow-wrap:=" " powered-by=" xiumi.us" p style=" padding: 0px clear: both margin-top: 0px margin-bottom: 0px min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/208f751c-8725-4c10-bed2-f729ea655f5c.jpg" title=" 不同再生时期，人牙釉质的扫描电镜图片.jpg" alt=" 不同再生时期，人牙釉质的扫描电镜图片.jpg" / /p /section section style=" margin: 0px padding: 0px 10px text-align: justify color: rgba(62, 62, 62, 0.94) line-height: 1.8 letter-spacing: 0.5px font-family: -apple-system-font, blinkmacsystemfont, " helvetica=" " pingfang=" " hiragino=" " sans=" " microsoft=" " yahei=" " max-width:=" " box-sizing:=" " background-color:=" " overflow-wrap:=" " powered-by=" xiumi.us" p style=" padding: 0px clear: both margin-top: 0px margin-bottom: 0px min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word text-align: center " strong span style=" margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word color: rgb(0, 0, 0) " 图：不同再生时期，人牙釉质的扫描电镜图片（6小时，12小时和48小时）。蓝色区域是天然牙釉质，绿色区域是修复后的牙釉质。黑色标尺为1微米。 /span /strong /p p style=" padding: 0px clear: both min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-bottom: 5px margin-top: 5px " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 研究团队成员将富含磷酸钙团簇的溶液，用滴管滴在人工龋齿表面，随后将其放入到一个模拟口腔唾液环境的溶液中，等待。接下来的48小时里，虽然肉眼看不出任何变化，但事实上，牙齿表面已经发生了“翻天覆地”的进展——牙釉质长出来了。 /span span style=" color: rgb(255, 0, 0) " “ span style=" margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word " 龋齿的表面首先形成了一个仿生矿化前沿 /span ” /span span style=" color: rgb(0, 0, 0) " ，唐睿康说，这个仿生矿化前沿能完全的结合在需要修补的牙釉质界面上，同时能引导接下来晶体的外沿生长， /span span style=" margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word color: rgb(255, 0, 0) " 让羟基磷灰石长出类似于釉柱结构的晶体 /span span style=" color: rgb(0, 0, 0) " span style=" margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word " ， /span 并朝特定的方向有序排列。实验测量显示，48小时后，牙釉质“长”高了2~3微米。“也就是说，牙齿上长出了一种连续的材料，一个与原组织一模一样、完全结合的生物结构。”邵长鹆说。 /span /p p style=" padding: 0px clear: both min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-bottom: 5px margin-top: 5px " span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 0, 0) " 刘昭明说，大概在2000年前后，随着观测手段的进步，科学家得以观察到动物的成骨过程，“斑马鱼骨骼的生长，海胆的刺的生长，都是一个在无定形矿物层上实现晶体外延生长的过程，我们发现， /span span style=" text-indent: 2em color: rgb(255, 0, 0) " span style=" margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word " 我们对牙的修复过程与生物的成骨过程非常类似。 /span /span span style=" text-indent: 2em " ” /span /p p style=" padding: 0px clear: both min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-bottom: 5px margin-top: 5px " span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 0, 0) " 在临床医生看来，这几乎是目前最接近临床应用的实验室产品。浙大校医院、浙大医学院附属口腔医院的医生们很支持，把一罐罐的牙齿标本往实验室送。“所以我们是直接在人牙上做实验。”邵长鹆说，“ /span span style=" text-indent: 2em color: rgb(255, 0, 0) " span style=" margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word " 两年下来，做过实验的牙齿可以装满一个脸盆 /span span style=" margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word " 。 /span /span span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 0, 0) " span style=" margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word " /span ” /span /p /section section style=" margin: 0px padding: 0px 10px text-align: justify color: rgba(62, 62, 62, 0.94) line-height: 1.8 letter-spacing: 0.5px font-family: -apple-system-font, blinkmacsystemfont, " helvetica=" " pingfang=" " hiragino=" " sans=" " microsoft=" " yahei=" " max-width:=" " box-sizing:=" " background-color:=" " overflow-wrap:=" " powered-by=" xiumi.us" p style=" padding: 0px clear: both min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-bottom: 5px margin-top: 5px " span style=" color: rgb(255, 255, 255) background-color: rgb(255, 0, 0) " strong 最真牙釉质 /strong /span /p p style=" padding: 0px clear: both min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-bottom: 5px margin-top: 5px " span style=" color: rgb(0, 0, 0) text-indent: 2em " “我们用了与人体相同的材料，实现了结构性的完全修复，和本体组织几乎一模一样。”刘昭明对这一研究十分自信。 /span /p p style=" padding: 0px clear: both margin-top: 0px margin-bottom: 0px min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 395px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/20f9f806-89c3-4a8c-9cdc-2295c7b2ff18.jpg" title=" 单颗人牙的照片.jpg" alt=" 单颗人牙的照片.jpg" width=" 450" height=" 395" border=" 0" vspace=" 0" / /p /section p style=" padding: 0px clear: both margin-top: 0px margin-bottom: 0px min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word text-align: center " strong span style=" margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word color: rgb(0, 0, 0) " 图：单颗人牙的照片。左边黑色区域为未修复的牙，右侧黄绿色区域为用我们材料修复后的人牙（颜色是由荧光标记物产生，用于区分两个区域）。两张插入图是修复前后的牙釉质扫描电镜图，白色标尺为1微米。 /span /strong /p p style=" padding: 0px clear: both min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " “真”到什么程度？邵长鹆第一次拿修复后的电镜照片给唐教授看，唐教授端详了半天，将信将疑：“这还是原来的牙吧，是不是修复材料脱落了？”没多解释，邵长鹆回去重新做实验。这一次，他建立了对照组，把整颗牙分为两部分，其中一半滴上修补液并修补液里添加了荧光指示剂。这样一来，证据充分了：虽然电镜图辨别不出人工修补的痕迹，但荧光剂指示了修补的具体位置。确实， span style=" margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word color: rgb(255, 0, 0) " 人工牙釉质已达到了“以假乱真”的效果，即便是牙医也不能通过已有的经验分辨出修复前后的牙釉质 /span span style=" color: rgb(255, 0, 0) " span style=" margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word " 。 /span /span /span /p p style=" padding: 0px clear: both min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" text-indent: 2em " 研究还进一步测试了修复材料的力学性能，实验人员用纳米压痕技术测试牙釉质修复层的力学强度。结果显示，长出来的人工牙釉质， /span span style=" text-indent: 2em color: rgb(255, 0, 0) " span style=" margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word " 其硬度和弹性模量与天然牙釉质的数值几乎相同。 /span /span span style=" text-indent: 2em " “也就是说，我们不但在结构、外形上修复了，在力学性能上也实现了修复。”刘昭明说。 /span /p p style=" padding: 0px clear: both min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" text-indent: 2em " 巧的是，唐睿康本人的门牙上有一处隐裂，牙医说缝太细，目前的医学手段修不了。这项研究有了进展后，唐教授主动提议在自己身上做实验，开展仿生矿化牙釉质修复的验证，届时科学家又要开始“长牙”了。 /span /p p style=" padding: 0px min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" text-indent: 2em " 当然，如果要真正实现临床应用，该项技术还需经历严格的动物实验和临床验证。“虽然我们实现了天然牙釉质的结构性原位修复，但牙缺损形式繁多，下一步需要针对不同的情况进一步研发修复模型，确保可控与有效。”邵长鹆说。 /span /p p style=" padding: 0px min-height: 1em max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" text-indent: 2em " 这项研究受到了国家重点研发项目，国家自然科学基金和中国博士后科学基金的支持。 /span span style=" text-indent: 2em margin: 0px padding: 0px max-width: 100% box-sizing: border-box overflow-wrap: break-word " 项目结题时，唐教授被修复的牙齿将是其中一份“答卷” strong style=" margin: 0px padding: 0px -ms-word-wrap: break-word !important max-width: 100% box-sizing: border-box " 。 /strong /span /p

2010年9月26日第十一届国际材联亚洲材料大会在青岛召开，由中国材料研究学会主办，国际材联、美国材料研究学会和欧洲材料研究学会协办，是国际材联重要的系列会议之一。包括国际材料研究学会联盟秘书长在内的1800多名国内外专家、学者参与此次大会，共同探讨能源与环境材料、先进结构材料、纳米与非晶材料等新材料的研究与推广。 深圳三思纵横科技股份有限公司携设备参加了展出，引起了与会各大院校科研人员及众多材料商的浓厚兴趣。很多人就试验机技术在材料领域的应用与我司现场负责人进行了细致的沟通与探讨，对三思纵横的各系列试验机进行了详细的了解，并有部分达成了购买意向。随着材料行业的不断发展，三思纵横也将致力于新技术的研发，提升民族品牌的竞争力，为众多科研机构和材料商提供更优质的服务。

如何妥善保护象牙等质地脆弱的有机质文物，一直以来都是考古的难题。那么在类似高端材料开发过程中，哪些检测技术可以派上用场呢。象牙出土后尽量保持和原埋藏环境一致，因此新研发仿生材料含水率要控制在合理范围内。 含水率可以通过TGA热重分析仪来测定。 另外，材料还要有一定疏水性，保证既防止文物失水，又抑制了材料中的水对文物的反渗透，可以在较长的时间，让文物保持恒定的水分含量。新研发仿生材料要有一定的机械强度，保证文物保护人员的可操作性和实际应用的可能性。另外，贴在象牙等文物表面，要求材料有一定的粘附性。强度和粘附性可通过拉力机+对应的夹具来完成测试。另外材料通过分子设计，引入抑菌功能，可有效控制霉菌细菌等对文物的侵蚀。可以对材料利用恒温培养箱等进行抑菌试验。有效保护脆弱文物在运输和展示过程中，会应用一种高弹性缓冲衬垫。材料要有一定回弹和减震缓冲性能，可采用旋转流变仪和振荡模式进行黏弹性分析达到准确评估。直观的检测也可以采用橡胶回弹试验机来测试。科技改变世界，科技改变生活，各类新型检测技术，为仿生材料的开发保驾护航。