Группа учёных из Лондонского университета королевы Марии (Queen Mary University of London) смогла разработать материал, способный восстанавливать повреждённую зубную эмаль. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Идею создания биоматериала, способного в буквальном смысле слова залечивать «дырки» в зубах, подсказала природа. Учёные заметили, что многие материалы естественного происхождения, например костная ткань, обладают специфической иерархической структурой. Структурные элементы таких тканей различаются по размеру и пространственной ориентации, что и придаёт материалу новые полезные свойства.
Формирование минерализованных тканей с иерархической структурой невозможно без биоминерализации, процесса, идущего на органических матрицах под строгим биологическим контролем. Белки управляют «строительством» ткани, на молекулярном уровне определяя пространственную ориентацию отдельных элементов и участвуя в формировании соединений.
Ранее учёным уже удавалось воспроизвести процесс минерализации костной ткани, а также создать материалы с иерархической структурой, использующие для роста хитиновые матрицы. Но одной из самых актуальных задач в этой области по-прежнему оставалось создание искусственной зубной эмали, по структуре и свойствам приближённой к своему естественному аналогу.
Для создания искусственной эмали разные команды учёных пытались использовать нанокристаллы апатитов и различные органические матрицы, однако безуспешно. Авторы нового исследования решили использовать в работе так называемые внутренне неупорядоченные белки (intrinsically disordered proteins, IDP), играющие важную роль в межмолекулярных взаимодействиях на границе «белок — минерал».
В итоге учёным удалось достичь цели: процесс минерализации начал носить управляемый характер, приводя к появлению должным образом сформированной иерархической структуры на основе нанокристаллов апатитов. Эксперименты продемонстрировали, что новый материал отличается твёрдостью и прочностью, а также устойчивостью к воздействию кислой среды, и, что немаловажно, может синтезироваться в различных условиях, в том числе — на поверхности живых тканей.
Разумеется, до внедрения нового материала в клиническую практику ещё далеко, но авторы разработки надеются, что со временем искусственная эмаль будет использоваться для регенерации твёрдых тканей, в том числе — в стоматологии.
