Vědci z University of Nottingham vyvinuli proteinový materiál, který v laboratorních podmínkách obnovil část struktury a mechanických vlastností lidské zubní skloviny. Výsledky zveřejnili v časopise Nature Communications. Přístup by jednou mohl sloužit k opravě povrchových poškození skloviny nebo k překrytí obnaženého dentinu, výzkum je ale zatím ve fázi před klinickým ověřením.
Sklovina je nejtvrdší tkání lidského těla, po prořezání zubu však neobsahuje živé buňky, které by ji dokázaly znovu vytvořit. Slina může doplňovat část minerálů ztracených při počínající demineralizaci, tedy při odplavování minerální složky skloviny, nedokáže ale nahradit větší množství materiálu ztraceného erozí nebo opotřebením.
Materiál napodobuje vznik skloviny
Výzkumníci připravili matrici z takzvaných elastin-like recombiners, což jsou laboratorně vyrobené bílkovinné řetězce napodobující některé vlastnosti proteinového prostředí, v němž sklovina vzniká během vývoje zubu. Po nanesení na poškozený povrch vytvoří tenkou vrstvu, která slouží jako opora pro růst minerálních krystalů.
Tyto krystaly vznikají z iontů vápníku a fosforečnanů. V pokusech vědci používali lidské sliny i umělou slinu, tedy roztok určený k napodobení chemických podmínek v ústech. Minerály se díky matrici uspořádaly do struktury navazující na původní sklovinu. Tento mechanismus se označuje jako epitaxní mineralizace: nové krystaly rostou v orientaci dané krystaly, které už v podkladu existují.
Studie zkoumala vzorky lidských zubů, včetně různých oblastí skloviny a povrchů poškozených až k dentinu. Dentin je měkčí vrstva pod sklovinou a obsahuje drobné kanálky vedoucí směrem k nervové části zubu, takže jeho obnažení může způsobovat citlivost na chlad, teplo nebo kyselé a sladké potraviny. Materiál podle výsledků dokázal vytvořit minerální vrstvu podobnou sklovině i na takto poškozeném povrchu.
Výzkumníci následně měřili tvrdost, tuhost, tření a odolnost proti opotřebení. Zkoušky zahrnovaly mimo jiné působení kartáčku, mechanické namáhání napodobující žvýkání a kontakt s kyselými roztoky. Obnovené vrstvy měly vlastnosti srovnatelné s přirozenou sklovinou a podle studie dokázaly obnovit vrstvy silné přibližně do 10 mikrometrů.
Výsledky však zatím neukazují, že materiál dokáže u člověka vyléčit zubní kaz nebo dlouhodobě nahradit ztracenou sklovinu. Pokusy probíhaly na zubních vzorcích mimo tělo a laboratorní podmínky plně nepostihují složitost ústního prostředí, například působení bakterií, slin, jídel a opakovaného zatížení. Dalším krokem proto bude ověření bezpečnosti, trvanlivosti a účinnosti v živých organismech a později v klinických studiích. Na vývoji se podílela také společnost Mintech-Bio, kterou spoluzaložili někteří autoři práce.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.