新研究：天然角蛋白支架实现牙釉质再生，为龋齿治疗提供新思路

*图源：Advanced Healthcare Materials官网

好的牙·讯｜英国伦敦国王学院与多国研究团队合作开发出一种基于羊毛角蛋白的水基仿生矿化支架，成功实现牙釉质的仿生矿化与再生，在体外模型中有效修复早期龋损，恢复釉质的光学特性和机械性能。该研究成果发表于《Advanced Healthcare Materials》，为恒牙龋齿治疗提供新思路。

研究团队从羊毛纤维中提取天然角蛋白，通过二硫键桥接自组装形成纤维状有机网络，构建出以β-折叠构象为主的双折射球晶结构。这种角蛋白薄膜的柔性结构在矿化过程中能重组为α-螺旋构象，引导羟基磷灰石纳米晶体的有序生长。

*图源：Advanced Healthcare Materials官网

实验数据显示，经过7天矿化处理后，薄膜表面形成螺旋排列的针状矿物纳米晶体，晶体平均直径54.3±27.2纳米，呈高度有序平行排列。

力学测试证实矿化后薄膜的杨氏模量从5.1±3.0 GPa提升至8.1±3.9 GPa，纳米硬度从0.3±0.2 GPa增至0.6±0.3 GPa。

在体外实验中，研究团队建立了人工釉质白斑病变（WSL）模型。通过光学相干断层扫描和扫描电镜观察发现，经角蛋白处理的病变区域形成40-50微米厚的新生釉质层，晶体沿c轴方向与天然釉质连续整合。

*图源：Advanced Healthcare Materials官网

纳米压痕测试显示，矿化溶液中处理的病变区域弹性模量恢复至53.27±19.78 GPa，硬度达1.07±0.78 GPa，显著高于树脂渗透组（8.23±2.95 GPa和0.31±0.20 GPa）。

傅里叶变换红外光谱分析揭示，角蛋白在矿化过程中发生从β-折叠到α-螺旋的构象转变，这种动态结构重组对指导晶体生长至关重要。

该技术的创新性在于利用天然丰富的角蛋白资源，通过水基溶剂体系实现釉质样结构的仿生重建。相比现有肽基水凝胶或氧化锌复合材料，该方法具有工艺简单、成本低廉且无需有机溶剂的临床优势。

研究团队指出，这种角蛋白支架不仅能修复表层釉质，还能渗透至50-80微米深度填充孔隙，其诱导生成的碳氟磷灰石相更接近天然釉质成分。

研究团队表示，目前该技术仍处于临床前研究阶段，需进一步优化角蛋白的酸性结构域以增强矿物结合亲和力，并进行系统的体内外生物相容性评估。该技术不仅为龋齿早期干预提供新策略，还有望应用于骨缺损、牙本质过敏等硬组织修复。