Възстановяване на зъбния емайл: опитът от 2019 г. и какво показаха следващите години

Зъбният емайл е най-твърдата тъкан в тялото: според университета Zhejiang съдържа около 96 % минерал, дебел е приблизително 2 mm и няма живи клетки, затова не може да се възстановява сам. През септември 2019 г. екип от същия университет под ръководството на проф. Tang Ruikang обяви, че е отгледал върху човешки зъби слой, подобен на емайл. Статията (първи автор Shao Changyu) излезе в Science Advances под заглавие „Възстановяване на зъбния емайл чрез биомиметичен минерализационен фронт, осигуряващ епитаксиален растеж“.

Как работи методът

Основата са клъстери от калциев фосфат с размер около 1,5 nm. Сами те се слепват, затова екипът ги стабилизира с триетиламин в разтвор в етанол. Опитите са върху извадени здрави трети кътници (мъдреци): част от повърхността била третирана 30 секунди с 37-процентна фосфорна киселина, за да наподоби ранен кариес.

Разтворът (100 µl, 2 mg/ml) бил капнат върху емайла и изсушен на въздух при стайна температура. Етанолът и триетиламинът се изпарили и за около 15 минути останал слой от аморфен калциев фосфат с дебелина около 3 µm. След това зъбите престояли 48 часа при 37 °C в разтвор, имитиращ устната течност. На границата между аморфния слой и кристалния емайл кристалите на апатита продължили да растат със същата ориентация, т.е. епитаксиално. Авторите не са открили триетиламин в крайния слой (с инфрачервена спектроскопия и газова хроматография с масспектрометрия).

Какво измериха

Новият слой бил дебел около 2,7 µm; в напречните сечения на електронния микроскоп стойностите са между 2,0 и 2,8 µm. При изпитване с наноиндентор твърдостта на възстановената повърхност била 3,84 ± 0,20 GPa срещу 3,19 ± 0,05 GPa за естествен емайл, а модулът на еластичност – 87,26 ± 3,73 срещу 84,55 ± 12,38 GPa. Коефициентът на триене при надраскване (0,18) съвпаднал с този на естествения емайл и бил по-нисък от този на обработения с киселина емайл (0,32).

В резюмето авторите пишат, че свойствата са „идентични“ с естествените, но числата показват малко по-висока твърдост. В текста самите те говорят за „леко подобрени“ механични свойства.

Какво не е показано

Най-важното ограничение е дебелината. Авторите пишат, че към момента около 2,8 µm е границата на епитаксиалния растеж в аморфния слой. Естественият емайл е дебел около 2 mm (по данни на университета), т.е. стотици пъти повече. Екипът допуска, че повторното нанасяне може да удебели слоя, но в основния текст на статията няма количествени резултати за това.

Всички опити са върху извадени зъби в лабораторни условия. Според университета методът още не е изпитан в „враждебната среда“ на устата. През 2019 г. изследователите се надяваха при добро развитие да започнат изпитвания с хора след година-две, като първо проверяват материала върху мишки, за да докажат, че е безопасен. Според ScienceAlert специалистите очакват да минат няколко години, преди методът да стигне до клиниките. Това са прогнози от онова време, а не резултати.

Какво дойде след 2019 г.

Идеята беше използвана и от други екипи. През 2022 г. в Nanomaterials излезе малко проучване (Wang и колеги), което използва сходен подход: наноклъстери от калциев фосфат с размер около 2,1 nm, стабилизирани с триетиламин, нанесени върху извадени мъдреци, обработени с киселина. Микротвърдостта била 374,43 HV за здравия емайл, 294,85 HV за обработения с киселина и 368,97 HV след третирането, по пет образеца във всяка група. В статията не открихме данни за дебелината на слоя, за проверка на токсичност или за опити с животни.

Друго направление е самосглобяващият се пептид P11-4, насочен към ранни кариозни лезии. Прегледът от 2023 г. (Alkilzy и колеги, Biomimetics) описва клинични проучвания – от първото неконтролирано изпитване с 15 здрави възрастни до рандомизирани проучвания. Авторите предупреждават, че резултатите от неконтролираните изпитвания трябва да се тълкуват предпазливо, и пишат, че дългосрочната ефективност на пептида тепърва трябва да се изясни.

През ноември 2025 г. в Nature Communications екип под ръководството на Alvaro Mata от университета в Нотингам публикува друг подход: покритие от еластиноподобни рекомбинамери, което имитира матрицата, върху която расте емайлът. То се суши 3–4 минути, а минерализацията в разтвор, наситен с флуорапатит, трае обикновено 10 дни. Върху извадени човешки кътници слоят достига до около 10 µm. Твърдостта на възстановения емайл е 3,1 GPa срещу 3,4 GPa за естествения, а модулът – 76,3 срещу 80,7 GPa; обработеният с киселина емайл е само 1,1 GPa и 36,9 GPa. Авторите признават, че тестовете „не пресъздават напълно сложността на оралната среда in vivo“ и ще е нужно изпитване върху живи организми. Съобщението на университета споменава тестове, имитиращи миене на зъби, дъвчене и кисела храна, и не говори за клинично изпитване. Екипът е започнал да развива метода търговски чрез стартъп компанията Mintech-Bio.

Какво още липсва

Слоят е почти четири пъти по-дебел, отколкото през 2019 г., но още е около 200 пъти по-тънък от естествения емайл. Във всяка от трите работи, които изграждат нов слой (2019, 2022 и 2025 г.), резултатите са получени върху извадени зъби. Авторите на последната сами пишат, че е нужна проверка върху живи организми. Това са лабораторни резултати, а не лечение.