纳米力学与微结构解析：II型牙本质形成不全症牙本质矿化缺陷的机制与临床意义

本研究针对II型牙本质形成不全症（DGI-II）患者牙本质力学性能下降的临床难题，通过高分辨原子力显微镜（HR-AFM）、原子力红外光谱（AFM-IR）等技术，首次揭示DGI-II牙本质小管周（PTD）与小管间（ITD）区域的纳米力学性能恶化与羟基磷灰石（HAP）晶体增大、磷酸盐含量降低等微结构-成分异常显著相关，为开发针对性修复材料提供理论依据。

　　

牙齿磨损快、易断裂是II型牙本质形成不全症（DGI-II）患者的典型困扰，这种遗传性疾病导致牙本质矿化异常，但背后的纳米级结构缺陷如何影响力学性能始终成谜。传统研究受限于分辨率，难以区分牙本质中关键的小管周牙本质（PTD）和小管间牙本质（ITD）的差异。温州医科大学口腔医学院的研究团队在《BMC Oral Health》发表的研究，首次从纳米尺度揭示了DGI-II牙本质的“脆弱密码”。

研究采用6例DGI-II患者与正常对照的第三磨牙样本，通过扫描电镜（SEM）观察形貌，高分辨原子力显微镜（HR-AFM）分析HAP晶体尺寸，原子力红外光谱（AFM-IR）检测化学成分，并结合振幅调制-频率调制（AM-FM）技术量化纳米力学性能，最后通过多元线性回归（MLR）模型建立结构-性能关联。

研究结果

1. SEM显示结构崩塌：DGI-II组牙本质小管数量减少50%、面积缩小，表面被粗大HAP晶体不规则填充（图1D-F）。
2. HR-AFM捕捉晶体异常：PTD区HAP晶体尺寸从100 nm增至200 nm，ITD区从300 nm增至380 nm，纳米粗糙度显著增加（图2O-P）。
3. AFM-IR揭示成分失衡：PTD区磷酸盐（PO₄
   ^3-
   ）含量下降，ITD区胶原标志物酰胺I/II（A-I/A-II）含量上升（图3E-J）。
4. AM-FM证实力学衰退：DGI-II组PTD弹性模量降低30%，压痕深度增加，ITD区同样恶化（图4K-L）。

结论与意义
DGI-II牙本质的纳米力学性能退化源于“双重打击”：PTD区HAP晶体粗化与矿化不足，ITD区胶原比例升高。这一发现解释了临床观察到的牙齿易损现象，并为开发仿生修复材料指明方向——需针对性补偿PTD的矿化缺陷与ITD的有机质过载。研究首次建立DGI-II牙本质“结构-成分-力学”多维关联模型，为精准牙科治疗提供新范式。