Forskare vid Queen Mary University of London har utvecklat ett nytt sätt att odla mineraliserade material som kan återskapa hårda vävnader som tandemalja och ben.

Emalj, ligger på den yttre delen av våra tänder, är den hårdaste vävnaden i kroppen och gör att våra tänder kan fungera under en stor del av vår livstid trots bitande krafter, exponering för sura livsmedel och drycker och extrema temperaturer. Denna enastående prestation är resultatet av dess välorganiserade struktur.

Dock, till skillnad från andra vävnader i kroppen, emaljen kan inte regenereras när den väl tappas bort, vilket kan leda till smärta och tandlossning. Dessa problem påverkar mer än 50 procent av världens befolkning och därför har det länge funnits ett stort behov av tandläkare att hitta sätt att återskapa emalj.

Studien, publicerad i Naturkommunikation , visar att detta nya tillvägagångssätt kan skapa material med anmärkningsvärd precision och ordning som ser ut och beter sig som tandemalj.

Materialen kan användas för en mängd olika tandkomplikationer, såsom förebyggande och behandling av tandförfall eller tandkänslighet - även känd som dentinöverkänslighet.

Dr. Sherif Elsharkawy, en tandläkare och första författare till studien från Queen Mary's School of Engineering and Materials Science, sade:"Detta är spännande eftersom enkelheten och mångsidigheten hos mineraliseringsplattformen öppnar möjligheter att behandla och regenerera tandvävnader. Till exempel, vi kan utveckla syraresistenta bandage som kan infiltrera, mineralisera, och skydda exponerade dentinrör från mänskliga tänder för behandling av dentinöverkänslighet."

Mekanismen som har utvecklats är baserad på ett specifikt proteinmaterial som kan trigga och styra tillväxten av apatit-nanokristaller i flera skalor – på samma sätt som hur dessa kristaller växer när tandemaljen utvecklas i vår kropp. Denna strukturella organisation är avgörande för de enastående fysiska egenskaperna som uppvisas av naturlig tandemalj.

Huvudförfattare professor Alvaro Mata, från Queen Mary's School of Engineering and Materials Science, sade:"Ett stort mål inom materialvetenskap är att lära av naturen att utveckla användbara material baserade på exakt kontroll av molekylära byggstenar. Den viktigaste upptäckten har varit möjligheten att utnyttja störda proteiner för att styra och styra mineraliseringsprocessen vid flera vågar. Genom detta, vi har utvecklat en teknik för att enkelt odla syntetiska material som efterliknar sådan hierarkiskt organiserad arkitektur över stora ytor och med förmågan att justera deras egenskaper."

Genom att möjliggöra kontroll av mineraliseringsprocessen öppnas möjligheten att skapa material med egenskaper som efterliknar olika hårda vävnader bortom emalj som ben och dentin. Som sådan, arbetet har potential att användas i en mängd olika tillämpningar inom regenerativ medicin. Dessutom, studien ger också insikter i proteinstörningens roll i mänsklig fysiologi och patologi.