Как выяснили российские ученые, особенности атомно-молекулярного строения стоматологического материала, применяемого для зубной пломбы, могут заметно повлиять на его долговечность и приживаемость, сообщает пресс–центр Российского научного фонда (РНФ).

В ходе исследований было обнаружено, что атомы кальция в таком композите иначе взаимодействуют с органической матрицей, из-за чего «сращивание» материала с дентином и эмалью осложняется. Выводы исследователей помогут создать композит для долговечных пломб, идеально имитирующих свойства природной ткани.

Исследователи из Воронежского государственного университета (ВГУ), Воронежского государственного медицинского университета (ВГМУ) и Уральского федерального университета (УрФУ) впервые изучили атомно-молекулярную структуру биомиметических стоматологических композитов. Они были изготовлены на основе карбонат-замещенного гидроксиапатита и аминокислот, которые служат органической основой, улучшающей совместимость материала с дентином и покрывающей его зубной эмалью. С помощью спектроскопических методов авторы смогли определить молекулярный состав и атомное окружение фрагментов молекул как биомиметического композита, так и дентина и эмали.

«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 работы Дмитрий Голощапов, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики твердого тела и наноструктур Воронежского государственного университета.

Ученым удалось выяснить, что поведение атомов и молекул в составе разработанного биокомпозита и ткани зуба во многом схожи. Однако в минеральной части эмали и дентина и созданных материалов связь с органической матрицей осуществляется различными способами и зависит от окружения атомов кальция. Последние занимают разное положение в нанокристаллах гидроксиапатита и на основе этого разделяются на два типа. Главное отличие состоит в том, какой из них преимущественно оказывается на поверхности нанокристаллов — это определит механизм связывания с органической матрицей. И именно из-за такого несоответствия интегрирование (по сути «сращение») искусственного материала с зубом может быть затруднено.

Результаты работы группы исследователей, поддержанной грантом РНФ, были опубликованы на страницах журнала Nanomaterials.

Фото Дмитрия Голощапова