Физики выяснили, почему пломбы вываливаются из зубов

Физики выяснили, почему пломбы вываливаются из зубов

Исследование поможет создавать качественные стоматологические материалы.

Российские ученые выяснили, почему материал пломб может плохо прикрепляться к зубам. Оказалось, что входящий в состав стоматологического композита кальций взаимодействует с органической компонентой не так, как в природных тканях, из-за чего «сращивание» пломбы с эмалью и дентином ухудшается.

Результаты работы закладывают фундаментальные основы для создания качественных стоматологических материалов, которые не только отлично имитируют человеческие твердые ткани, но и смогут служить очень долгое время. С исследованием, поддержанным грантом Российского научного фонда (РНФ), можно ознакомиться на страницах журнала Nanomaterials.

Каждый человек хотя бы раз в жизни сталкивается с кариесом; повреждения зубов в результате травм встречаются не так часто, но тоже не редки. В обоих случаях необходимо заменить часть дентина и эмали на искусственный материал, то есть поставить пломбу.

«Современные медицинские технологии регенерации зубов находятся на довольно высоком уровне, но все равно не позволяют получить полностью идентичные природным тканям вещества. Поиски новых решений требуют понимания молекулярных основ строения и взаимодействия искусственных материалов с дентином и эмалью человека. В новой работе мы решили исследовать структуру разработанного нашей группой биомиметического минерализующего композита и сравнить его с эмалью и дентином зубов человека», — рассказал руководитель проекта по гранту РНФ Дмитрий Голощапов, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики твердого тела и наноструктур Воронежского государственного университета.

Исследователи из Воронежского государственного университета, Воронежского государственного медицинского университета и Уральского федерального университета (Екатеринбург) изучили атомно-молекулярные особенности биомиметического материала для изготовления пломб. В его составе — карбонат-замещенный гидроксиапатит и аминокислоты, играющие роль минеральной и органической основ соответственно. Соотношение компонентов аналогично таковому в дентине и эмали, а потому можно рассчитывать на большое сходство материала с ними.

Применение спектроскопических методов помогло авторам выяснить, как отличается окружение молекул в человеческом зубе и стоматологическом композите. Несмотря на атомно-молекулярное сходство этих двух систем, у них есть важная разница. Она заключается в том, как атомы кальция располагаются в нанокристаллах гидроксиапатита и как взаимодействуют с органической матрицей. Эти различия между природными тканями и композитом могут помешать интегрированию, или «сращению», пломбы с зубом.

«Обнаруженные нами особенности имеют фундаментальное значение для понимания того, каким должен быть идеальный стоматологический композит, способный полностью имитировать свойства дентина и эмали. В дальнейшем, опираясь на полученные результаты, мы планируем разработать новый подход к восстановлению зуба. Он может быть реализован за счет контролируемого индуцированного эпитаксиального роста биомиметического апатитного слоя, воспроизводящего свойства природной твердой ткани», — подвел итог Дмитрий Голощапов.

Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.