用了 30 年,这位科学家想让 "不可再生" 的牙釉质可以被修复
如果告诉你:人体中最坚硬的组织,一旦受损就无法自行恢复 —— 你会不会重新审视牙齿的 "保质期"?
牙釉质是覆盖在牙齿表面的 "盔甲",比骨骼更接近生物陶瓷。它极其坚硬,却有一个致命弱点:成熟的牙釉质是一种死组织,一旦脱落,不会自然再生。脱矿、酸蚀、磨损留下的损伤是永久性的,而预防和修复,成为口腔健康领域最棘手的课题之一。
世界卫生组织的统计显示,全球约有 37 亿人 患有口腔疾病,牙釉质退化正是其中一个主要因素。
一位科学家,花了三十年的时间,试图改变这个 "不可逆" 的答案。
从贝壳与牙齿开始的追问
1992 年,科学家 Janet Moradian-Oldak 来到南加州大学,研究方向是生物矿化 —— 生物有机体如何产生贝壳、骨骼、牙齿这类矿化组织。
她观察到一个奇妙的自然现象:贻贝、螃蟹这类身体柔软的生物,竟能利用环境中的物质,制造出坚硬的保护结构。她想弄明白,这个 "从软到硬" 的转化,究竟是怎么发生的。
她把目光锁定在牙齿上,开始分离牙齿中的蛋白质,逐一研究它们的功能。最终,一种关键蛋白浮出水面 ——釉原蛋白(Amelogenin)。它像一个 "脚手架",引导钙和磷酸盐有序地排列、定向结晶,从而构建出结构化的牙釉质基质。
但问题来了:天然的釉原蛋白由大约 180 个氨基酸 组成,这条长链很难直接投入应用。
把 180 个氨基酸 "剪" 成一把钥匙
Moradian-Oldak 和她的研究生 Kaushik Mukherjee 想出一个巧妙的办法:合成一种微型蛋白质 —— 短肽,它像一把精密的钥匙,能启动同样的成釉过程。
基于这一发现,她研发并测试了一种 仿生凝胶:肽分子在牙齿表面自组装,引导磷灰石晶体生长,在受损区域形成一层模拟天然牙釉质的晶体层,修复并再矿化牙齿表面的损伤。
效果有多具体?研究表明,它可以修复牙釉质早期损伤造成的牙齿白斑—— 就是牙面上那些粉笔样的痕迹 —— 以及其他表面缺陷。当然,它目前还不能完全再生整个牙釉质或整颗牙齿,但这已经是牙科技术领域的一大飞跃。
为什么这么说?因为现有的主力选手 ——氟化物—— 能做的只是 "涂一层保护膜":在牙齿表面形成磷酸钙,封闭牙本质小管,却无法重建牙齿下方的结构。Moradian-Oldak 的初衷,就是做一款 "实用、与众不同、比氟化物更好" 的产品。
从实验室到诊室:一条漫长而曲折的路
把实验室成果推向市场,从来不是坦途。
这项基于微型蛋白的仿生凝胶技术,已授权给 Verdant Nature Inc(其旗下公司 OraScience 的联合创始人、牙科博士 Lou Graham 参与推进)。Graham 博士评价说:"釉原蛋白衍生的寡肽,代表了仿生牙科科学领域最有前景的前沿方向之一。"
但在那之前,光是和美国 FDA 讨论 "这到底算医疗器械还是药物",就耗费了多年时间。南加州大学 Stevens 技术许可主管 Rosemary Kiser 则表示,牙科创新的独特之处在于它们能相对快速地商业化,南加大牙科学院正在孕育大量此类创新。
尚未抵达终点,但已迈出关键一步
Moradian-Oldak 很清醒。她说:"我们目前还没有真正有效的人类牙釉质再生策略。" 这个领域仍有大量未解之谜 —— 分子在发育中如何发挥作用、如何信号传递、如何支持矿化组织生长。她仍在继续研究这些基础机制,同时指导下一代科学家。
但她也有一个梦想:"我一直希望我的研究能为改善口腔健康带来切实可行的解决方案…… 我的梦想,就是看到这项研究成果转化为实际应用,真正造福于民。"
三十年前,她研究的是贻贝如何造壳;三十年后,她的研究成果即将走向患者。 牙釉质的 "不可逆" 或许依然成立,但 "不可修复" 这道门槛,正在被慢慢推开。
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