新型琼脂糖/纳米羟基磷灰石/葡萄籽提取物水凝胶仿生再矿化脱矿牙釉质的创新研究

本研究针对牙釉质酸蚀损伤不可逆的临床难题，开发了含葡萄籽提取物(GSE)/EDTA的琼脂糖水凝胶与MEA/K2HPO4溶液的联合治疗方案。通过AFM、SEM-EDX和TEM分析证实，该方案能在30小时内重建釉柱样结构，形成12-15nm的羟基磷灰石(HAp)晶体，Ca/P摩尔比达1.93，为无创牙釉质修复提供了新策略。

　　

牙釉质作为人体最坚硬的组织，其独特的釉柱结构和羟基磷灰石(HAp)晶体排列赋予牙齿卓越的力学性能。然而，当遭遇酸性侵蚀时，这种精密结构会发生不可逆损伤。日常生活中碳酸饮料、果汁中的柠檬酸等酸性物质持续威胁着牙釉质健康，传统修复材料难以重建釉柱的层级结构，而氟化物等常规再矿化手段形成的晶体往往排列紊乱。这一临床困境促使科学家们不断探索更接近天然釉质的仿生修复方案。

埃及国家研究中心的Hanaa M. Elgamily团队在《Scientific Reports》发表了一项突破性研究，他们创新性地将葡萄籽提取物(GSE)的生物学特性与纳米材料技术相结合，开发出GSE/EDTA琼脂糖水凝胶与MEA/K₂HPO₄溶液的联合治疗体系。这项研究通过精确控制生物矿化过程，首次在体外实现了对酸蚀牙釉质的结构仿生修复，为无创牙科治疗开辟了新途径。

研究人员采用三项核心技术方法开展研究：首先通过水热法制备含GSE和EDTA的琼脂糖水凝胶；其次建立体外牙釉质酸蚀模型（使用25颗正畸拔除的前磨牙）；最后运用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜-能谱联用(SEM-EDX)和透射电镜(TEM)进行多尺度表征。所有实验均在国家研究中心医学伦理委员会监督下完成（批准号：1436072023）。

【AFM分析】显示酸蚀使釉面粗糙度参数Sa从77.26±44.78nm增至111.03±79.28nm，而经GSE水凝胶处理后，新沉积层使Sa显著提升至255.7±40.61nm。表面尖锐度参数Sku从酸蚀后的5.99±1.59恢复至2.98±0.53，证实新矿化层具有更接近天然釉质的平滑轮廓。

【SEM-EDX分析】直观展示了治疗前后的结构变化：酸蚀组(G1)釉柱核心溶解形成孔洞，而治疗组(G2)可见均匀的棱柱状再生组织完全封闭这些缺陷。能谱分析显示三组Ca/P摩尔比稳定在1.85-1.97范围，证实新沉积矿物与天然釉质化学组成相似。

【TEM分析】揭示矿化产物的纳米级特征：新形成的HAp晶体尺寸为12-15nm，通过选区电子衍射(SAED)确认其结晶性。研究者特别指出，晶体中心的暗区可能反映酸蚀起始于釉质中央的溶解模式，而GSE中的原花青素(PA)通过胶原结合机制引导矿物在该区域优先沉积。

这项研究的重要意义在于实现了三个关键突破：首先，GSE中的多酚类物质和必需矿物质（钙、磷等）共同构建了仿生矿化的有机模板；其次，MEA作为pH稳定剂将环境维持在6.5，既避免酸性侵蚀又促进离子过饱和；最后，EDTA通过调控钙离子释放速率，确保矿物有序沉积。这种多组分协同策略完美模拟了天然釉质的生物矿化过程。

虽然目前仍需开展体内研究验证临床效果，但该成果已展现出巨大的转化潜力。相比传统氟化疗法，这种仿生系统不仅能恢复釉质矿物含量，更能重建其特有的层级结构，从根本上提升修复体的力学性能和耐久性。未来或可开发为新型牙科敷料或预防性护理产品，为亿万受牙釉质侵蚀困扰的患者带来福音。