Исследователи из Лондонского университета королевы Марии разработали новый способ выращивания минерализованных материалов, которые могут регенерировать твердые ткани, такие как зубную эмаль и кости.

Эмаль, покрывающая внешнюю часть наших зубов и являющаяся самой твердой тканью в организме, позволяет зубам функционировать в течение большей части нашей жизни, несмотря на кусающие усилия, воздействие кислотных продуктов и напитков и высоких температур. Эти замечательные способности связаны с ее высокоорганизованной структурой.

Однако, в отличие от других тканей, эмаль не может восстанавливаться после потери, что может вызывать боли и привести к потере зубов. Эти проблемы затрагивают более половины населения мира, и поэтому поиск путей воссоздания эмали уже давно является важной задачей в стоматологии.

Исследование, опубликованное в Nature Communications, показывает, что новый подход позволяет создавать материалы, которые выглядят и ведут себя как зубная эмаль.

Подпись к изображению: Так выглядит крупным планом новый материал, похожий на зубную эмаль

Их можно использовать для широкого спектра стоматологических задач, как например, для профилактики и лечения кариеса или чувствительности зубов, также известной как гиперчувствительность дентина.

В основе разработанного учеными механизма лежит специфический белковый материал, который способен обеспечивать и контролировать рост нанокристаллов апатита в требуемых масштабах — подобно тому, как эти кристаллы растут, когда в нашем организме формируется зубная эмаль. Эта структурная организация имеет решающее значение для приобретения выдающихся физических характеристик, свойственных зубной эмали.

Руководитель исследования профессор Альваро Мата из Школы инженерных наук и материаловедения королевы Марии сказал: «Главная цель в материаловедении — научиться у природы разрабатывать полезные материалы на основе точного контроля над молекулярными строительными блоками. Ключевым открытием является возможность использовать неупорядоченные белки для управления процессом минерализации в нужных масштабах. Благодаря этому мы разработали методику, позволяющую легко выращивать синтетические материалы, которые копируют такую ​​иерархически организованную архитектуру на больших площадях и способны настраивать заданные свойства».

Получение контроля над процессом минерализации открывает возможность создания материалов со свойствами, которые имитируют различные твердые ткани помимо эмали, такие как кости и дентин. Таким образом, эта работа важна для различных направлений в регенеративной медицине. Кроме того, исследование также дает представление о роли белковых расстройств в физиологии и патологии человека.