我们的牙釉质掉了就无法再生,这会导致痛苦的蛀牙。不过,一种新型凝胶借鉴了唾液的特性,能够修复这层坚硬的牙釉质。
牙齿的终极防线要被黑科技“复活”了?一种能再生牙釉质的凝胶,或让补牙成为历史!
一项发表于《自然·通讯》的突破性研究显示,科学家开发出一种仿生凝胶,能主动修复并再生人类牙釉质,其再生层不仅结构完整、晶体取向一致,还能在暴露牙本质的严重龋损区域重建保护屏障。该技术有望于2026年底推出首款临床产品,彻底改变龋齿预防与治疗范式。
你有没有过那种半夜牙疼到打滚、第二天直奔牙科诊所的经历?
是不是每次照镜子看到牙齿上的黑点就心里发毛?
更别说每次补牙时钻头嗡嗡作响、冷热刺激直窜脑门的痛苦了。
别怕,科技真的来了——而且这次不是“可能”、“或许”、“未来可期”,而是实实在在、已经在实验室里把人类牙釉质重新“长”出来的技术!
就在2025年11月4日,《新科学家》刊登了一项由英国诺丁汉大学阿尔瓦罗·马塔(Alvaro Mata)教授团队主导的研究,他们开发出一种革命性凝胶,能利用唾液中天然存在的成分,在数天内再生出结构完整、性能接近原生的牙釉质。
听起来像科幻?但它已经通过离体人牙实验,即将在明年启动临床试验,预计2026年底就能走进牙科诊所。
先搞清楚一个问题:为什么牙坏了几乎无法自愈?
人类牙齿最外层那层亮晶晶、坚硬无比的“盔甲”,叫牙釉质(enamel)。它是人体中最坚硬的组织,硬度甚至超过骨头,主要由羟基磷灰石晶体构成,含矿物质高达96%以上。正因如此,它才能扛住每天成百上千次的咀嚼摩擦、抵御饮料里的酸、细菌代谢产生的腐蚀物。
但硬,也意味着“死”。
牙釉质一旦发育完成,就不再含有活细胞,也没有神经或血管,更不具备再生能力。这意味着,一旦它被酸蚀、磨损或细菌侵蚀形成微孔甚至龋洞,身体就彻底束手无策。传统的氟化物涂膜、含钙漱口水、再矿化牙膏,其实都只是“亡羊补牢”——它们能稍微减缓脱矿速度,或在早期微损伤处沉积一些无序的矿物质,但绝不可能重建原有高度有序的晶体结构。
这也正是为什么龋齿(蛀牙)成为全球最普遍的慢性病之一。世界卫生组织数据显示,全球超20亿人患有未经治疗的龋齿,儿童和老年人尤为高发。而一旦龋坏穿透牙釉质,侵入下方富含神经的牙本质,疼痛就不可避免,最终只能靠钻牙、清腐、填充甚至根管治疗来“止损”。
所以,真正的突破点在哪里?
不是“补充矿物质”,而是“引导再生”——让牙釉质像胚胎发育时那样,重新按照正确的晶体取向、层级结构和力学性能“长”回来。
这正是阿尔瓦罗·马塔团队的核心思路。
谁是阿尔瓦罗·马塔?这位站在牙科革命前沿的科学家,可不是普通牙医。
马塔教授现任英国诺丁汉大学生物材料与再生医学讲席教授,长期致力于仿生材料、自组装肽、组织工程等交叉领域研究。他的实验室以“从自然中学习,再超越自然”为理念,尤其擅长模拟生物矿化过程——也就是生物体如何在温和条件下,从无序溶液中构建出高度有序的硬组织,比如贝壳、骨骼,当然也包括牙釉质。
早在十多年前,马塔团队就开始研究一种名为“amelogenin”(釉原蛋白)的关键分子。这种蛋白在胎儿和婴幼儿牙釉质发育过程中起着“建筑师”作用:它像脚手架一样,精确引导钙、磷离子按特定方向结晶,最终形成那层致密、耐磨、透光的釉质。但人成年后,这种蛋白就不再表达了。
于是问题来了:能不能人工合成一种类似釉原蛋白的功能分子,再把它“喂”给已经损坏的牙齿,让它重新启动“建房程序”?
答案是:能。而且他们做到了。
这项技术的关键,是一种经过化学修饰的仿生蛋白凝胶。
研究人员没有直接使用天然釉原蛋白——那玩意儿不仅不稳定,还很难量产。他们设计了一种简化的肽链(短链氨基酸),通过精确控制其电荷分布和自组装能力,使其在特定环境下(比如含钙、磷的液体中)能模拟釉原蛋白的功能:形成纳米级纤维网络,作为模板引导矿物质沉积。
当这种凝胶被涂抹在脱矿的牙齿表面后,奇迹就开始了。
在模拟口腔环境的溶液中(含钙离子、磷酸根离子,甚至直接使用捐赠的人类唾液),凝胶中的肽链迅速自组装成多孔支架。这些支架不仅“抓住”溶液中的矿物质,还以极高的精度控制它们结晶的方向和速度。最关键的是——新生的羟基磷灰石晶体,与原有牙釉质的晶体取向完全一致,实现了所谓的“外延生长”(epitaxial growth)。
什么意思?
就像修古建筑不能随便拿砖头乱砌,必须按照原有纹路、角度、层次来复原,否则结构强度和美学都会崩坏。牙釉质的晶体排列极其精密,每根晶体都像森林里的树干一样有序排列,形成纳米柱状结构。以往的再矿化产品只能生成一堆“散沙式”的矿物质颗粒,毫无力学性能可言。而马塔的凝胶,却能让新晶体“认祖归宗”,无缝融入原有组织。
在电子显微镜下,效果一目了然:左侧是严重脱矿的牙釉质,晶体断裂、孔洞密布,像被酸雨侵蚀的石雕;右侧是经过两周凝胶处理的牙齿,表面覆盖着一层致密、连续、晶体取向高度一致的新釉质,厚度可达10微米——虽然不及原始釉质的1-2毫米,但已足以形成有效保护屏障。
更令人振奋的是,这种再生不仅发生在轻微脱矿区,甚至在牙釉质几乎完全剥落、牙本质已经暴露的区域,凝胶依然能启动修复程序。这意味着,它可能适用于中度甚至部分重度龋齿,而不只是“早期防龋”。
你可能会问:这不就是2019年那个“仿生釉质”技术的翻版吗?
确实,2019年曾有中国团队在《科学进展》发表类似研究,用聚合物模板引导釉质再生。但那次的涂层非常薄(仅1-2微米),且晶体结构混乱,未能实现真正的“整合”,更多是表面覆盖。
而马塔团队的突破在于三点:
第一,实现了真正的外延生长——晶体取向与原生釉质一致,力学性能和化学稳定性大幅提升;
第二,再生层更厚(达10微米),且能持续附着在牙齿表面数周,即便日常刷牙也不会轻易脱落;
第三,完全兼容真实口腔环境——实验不仅在人工溶液中成功,还在直接使用人类唾液的条件下复现了再生效果,证明其在真实应用场景中的可行性。
换句话说,这不是实验室里的“理想条件奇迹”,而是奔着临床落地去的工程化解决方案。
那么,普通人什么时候能用上?
据马塔教授透露,团队已于近期成立了一家名为Mintech-Bio的初创公司,专门推进该技术的商业化。临床人体试验计划于2026年初启动,若进展顺利,首款产品有望在2026年底由牙科医生以专业涂敷形式提供给患者。
初期可能不会是“家用牙膏”,而更像一种诊室内使用的“生物活性修复剂”——牙医清洁患牙后,直接将凝胶涂抹在脱矿或早期龋损区域,静置几分钟即可。后续或许会开发成家用凝胶或牙托式缓释装置,但安全性和有效性仍需更多数据支撑。
值得注意的是,这项技术并非用来替代已有龋洞的填充物,而是用于“阻止龋齿发生”或“逆转早期损伤”。它的最大价值在于预防——让数亿人免于经历钻牙之痛,也让牙科从“修复为主”转向“再生为主”的新时代。
再往深一层想,这项突破的意义远不止于牙科。
它实际上验证了一种全新的生物材料设计范式:通过仿生自组装分子,引导人体硬组织在体外或体内实现功能性再生。这套逻辑未来可拓展至骨骼修复、关节软骨再生、甚至人工牙齿的3D生物打印。
更关键的是,它绕开了干细胞、基因编辑等高风险路径,仅靠“材料+离子环境”就激活了类似发育过程的矿化程序。这种“无细胞再生”策略,安全性高、成本可控、监管路径清晰,极有可能成为下一代再生医学的主流方向之一。
当然,我们也得冷静看待潜在挑战。
比如,凝胶在复杂口腔菌群环境下的长期稳定性如何?
是否会被唾液冲刷稀释?
对不同pH值(比如经常喝可乐的人)是否依然有效?
再生釉质能否承受高强度咀嚼?
这些问题都需要在接下来的临床试验中一一验证。
但无论如何,这项研究已经把“牙釉质再生”从科幻概念拉进了现实通道。它不是渐进式改良,而是一次范式跃迁——从“被动防护”到“主动重建”,从“治已病”到“复其本”。
想象一下这样的未来:
孩子第一次发现牙齿上有白斑,牙医不再只是叮嘱“少吃糖、多刷牙”,而是轻轻涂上一层透明凝胶,一周后白斑消失,牙釉质完好如初;
成年人每年洗牙时,顺便做一次“釉质养护”,几十年都不用补牙;
老年人因为牙釉质磨损导致的敏感问题,也能通过局部再生得到缓解。
这听起来像乌托邦?但科学史上,无数“不可能”最终都成了日常。
当年青霉素刚发现时,也没人想到它能拯救数亿生命;
第一颗种植牙问世时,人们还觉得金属钉进骨头是天方夜谭;
如今,我们正站在另一个转折点上——
牙齿,这个陪伴我们一生却最易被忽视的器官,终于迎来了真正意义上的“自我修复”时代。
而这一切,始于一支小小的凝胶,和一群相信“自然可以被模仿、缺陷可以被逆转”的科学家。
最后,让我们记住这个名字:阿尔瓦罗·马塔(Alvaro Mata)。
这位来自诺丁汉大学的生物材料学家,没有拿钻头,没有用抗生素,也没有设计新药,而是用一支凝胶,为人类牙齿装上了“可再生的盔甲”。
他的工作提醒我们:最强大的技术,往往不是对抗自然,而是学会与自然对话,并借它的语言,修复我们自身。
而你我,或许正是第一批见证“无龋时代”来临的人。