Российские ученые показали, что особенности атомно-молекулярного строения стоматологического материала могут заметно повлиять на его долговечность и приживаемость. Атомы кальция в пломбах иначе взаимодействуют с органической матрицей, из-за чего «сращивание» материала с зубом осложняется. Результаты исследования помогут создать материалы, идеально имитирующие свойства природной ткани. Статья опубликована в журнале Nanomaterials.
Пломбы состоят из искусственного композита, по структуре и свойствам отличающегося от зубной эмали и дентина. Современные технологии регенерации зубов находятся на высоком уровне, но пока не позволяют получить полностью идентичные природным тканям материалы. Новые решения требуют детального понимания молекулярного строения и взаимодействия искусственных материалов с дентином и эмалью человека.
Коллектив ученых из Воронежского государственного университета, Воронежского государственного медицинского университета и Уральского федерального университета разработал биомиметический минерализующий композит. Авторы исследовали его структуру и сравнили ее с эмалью и дентином зубов. Материал состоял из карбонат-замещенного гидроксиапатита и аминокислот, которые служили органической основой, улучшающей совместимость материала с дентином и эмалью. С помощью спектроскопических методов авторы смогли определить молекулярный состав и атомное окружение фрагментов молекул как биомиметического композита, так и тканей зуба.
Выяснилось, что поведение атомов и молекул в составе разработанного биокомпозита и ткани зуба во многом схожи. Однако в минеральной части эмали и дентина и созданных материалов связь с органической матрицей осуществляется различными способами и зависит от окружения атомов кальция. Последние занимают разное положение в нанокристаллах гидроксиапатита и на основе этого разделяются на два типа. Главное отличие состоит в том, какой из них преимущественно оказывается на поверхности нанокристаллов — это определит механизм связывания с органической матрицей. Именно из-за такого несоответствия интегрирование искусственного материала с зубом может быть затруднено.
«Обнаруженные нами особенности имеют фундаментальное значение для понимания того, каким должен быть идеальный стоматологический композит, способный полностью имитировать свойства дентина и эмали. В дальнейшем, опираясь на полученные результаты, мы планируем разработать новый подход к восстановлению зуба. Он может быть реализован за счет контролируемого индуцированного эпитаксиального роста биомиметического апатитного слоя, воспроизводящего свойства природной твердой ткани», — подводит итог руководитель проекта по гранту РНФ Дмитрий Голощапов.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
