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密歇根大学发现纳米材料可逆龋齿,无痛牙科时代或将到来

蛀牙(龋齿)是全球最普遍的慢性疾病之一,世界卫生组织数据显示,近35亿人受其困扰。传统治疗依赖牙钻去除腐坏组织后填充树脂或合金,过程常伴随疼痛、牙体组织损失及修复体反复更换的恶性循环。如今,美国密歇根大学牙科学院的研究人员宣布了一项可能终结这一局面的突破:一种含有功能化纳米羟基磷灰石(nano-HAp)的漱口水,能够在无需钻孔的情况下,有效逆转早期龋损,并重建牙齿天然结构。

从“破坏-修复”到“无创再生”的范式转变

该研究由密歇根大学牙科学院生物材料与再生医学实验室主导,成果于2026年7月发表于《牙科研究杂志》并引发广泛关注。团队设计了一项双盲、随机、安慰剂对照临床试验,纳入240名具有早期邻面龋(白斑病变)的青少年受试者,随机分为两组,分别使用含2%功能化纳米羟基磷灰石的漱口水或不含活性成分的安慰剂,每日两次,持续6个月。 通过数字化X线透照和定量光导荧光技术(QLF)监测病变深度及矿物质含量变化。结果显示,实验组72.5%的龋损出现显著再矿化,平均病变深度从基线时的1.43毫米缩小至0.52毫米(p<0.001),脱矿区矿物质密度增加38.4%;而对照组仅12.3%显示微小改善,多数病变进展为需填充的深龋洞。项目首席研究员、密歇根大学牙科学院副教授Dr. Clara M. Richardson在新闻发布会上表示:“我们的策略不是被动地修补损伤,而是主动激活牙齿的自我修复潜能。这种纳米颗粒像‘智能砖块’一样精准嵌入脱矿釉柱间隙,重建坚固的羟基磷灰石晶体阵列,同时调节口腔微环境,让龋病进程逆流。

双重机制:靶向再矿化与菌群调控

龋齿本质是牙体硬组织脱矿与再矿化失衡的结果。致龋菌(主要是变异链球菌)代谢碳水化合物产酸,导致局部pH下降,釉质中的钙、磷酸盐溶出,晶体结构崩解。常规含氟牙膏虽能促进再矿化,但形成的氟磷灰石层较薄且仅作用于表层,对深处病变效果有限,且高浓度氟存在毒性风险。密歇根团队的纳米颗粒设计克服了这些局限。该纳米羟基磷灰石经过表面功能化修饰,连接了聚天冬氨酸(pASP)链段,后者可特异性识别并牢固吸附于暴露的I型胶原纤维——这正是脱矿后牙本质或牙釉质支架暴露的“警报信号”。 一旦锚定,纳米颗粒持续缓释钙离子和磷酸根离子,并与唾液中天然存在的矿物质协同,按照生物矿化原理层层堆叠,重建釉质原有的棱镜状结构。透射电子显微镜图像证实,再生区域与健康釉质在晶体取向和密度上高度一致。

更令人振奋的是,研究还观察到纳米颗粒对口腔菌群的有益调节。实验组受试者牙菌斑生物膜中变异链球菌数量减少2.1个对数级(log10 CFU/mg),而产碱菌如血链球菌比例上升。体外机理实验揭示,功能化纳米颗粒因表面正电荷能静电吸附并破坏变异链球菌细胞膜完整性,同时其释放的钙离子可抑制细菌糖酵解酶活性。 “这解释了为何单纯使用含磷钙的漱口水效果远不如我们设计的功能化材料,”团队成员、口腔微生物学家张伟(音译)博士解释道,“我们针对的不只是矿物质流失的‘结果’,更打击了产酸的‘源头’。”

开启预防性牙科的新篇章

该技术的简便性令人瞩目。患者无需特殊培训,只需将漱口水含漱1分钟后吐出,即可在日常中完成无痛防龋。研究人员强调,该疗法主要适用于未形成空腔的早期龋(国际龋病检测与评估系统ICDAS 1-3级),对于已形成明显孔洞的病变仍需结合微创填充,但可通过抑制周边区域脱矿来缩小修复范围。“如果能在学校体检或社区筛查中早期发现白斑,并立即开始使用我们的漱口水,绝大多数青少年将免于牙钻之苦,甚至终身告别蛀牙困扰。” Richardson教授展望道。她透露,团队已启动长达3年的随访,并计划开展适用于牙根面龋的老年人群体试验。此外,该技术平台还可搭载抗菌肽或抗炎药物,用于治疗牙周炎等其他口腔疾病。

虽然目前研究结果仅限于短期观察,且长期防龋效用及成本-效益比仍需评估,但国际牙科研究协会(IADR)已将其评为“年度最具转化潜力的生物材料创新”。若后续数据稳健,这种“智能漱口水”可能在未来5-8年内登陆市场,推动牙科从“钻补循环”迈向“无创再生”时代。


Journal Reference: University of Michigan. "Scientists find a simple way to stop cavities without drilling." ScienceDaily. ScienceDaily, 29 July 2026. <www.sciencedaily.com/releases/2026/07/260729010719.htm>.
(责任编辑:泉水)