牙根部位的龋齿始于牙龈萎缩后暴露出来的牙根表面。这一没有牙釉质覆盖的表面质地柔软、凹凸不平,且始终被唾液浸湿,无论涂上什么材料都很难长期附着。中国四川大学的研究团队借鉴盲鳗遇到危险时喷出防御性黏液的原理,于2024年开发出一种遇水后能自行由液态凝固成胶体的牙根龋齿治疗材料。

为何难以处理

2020年一份国际专家德尔菲共识指出,牙根部位的病损因位置难以触及、患者配合度也不高,临床上常见的做法并非常规充填治疗,而是先以菌斑管理和氟化物涂布进行控制,若效果不佳再改用玻璃离子水门汀进行长期稳定的姑息性处理。2024年的一份Cochrane系统综述也评价称,氟化氨银(SDF)在阻止新发根部龋齿方面有中等程度可信度的证据支持,但与氟化物涂料或玻璃离子相比的证据则非常不确定。现有方法只专注于抑制细菌或补充矿物质,并未单独解决材料如何附着在凹凸不平又湿润的表面这一问题。

借鉴自盲鳗喷出的黏液原理

盲鳗遇到捕食者时会喷出黏液,这些黏液接触海水后会变成胶体,堵塞捕食者的鳃部。四川大学华西口腔医院的研究团队借鉴这种遇水反应的原理,将丝蛋白(丝素蛋白)、单宁酸、黑磷(black phosphorene,一种由磷原子构成的薄层二维材料)与尿素混合,制成一种液态材料。由于尿素会阻断丝素蛋白与单宁酸之间的氢键,该材料能以液态渗入牙根表面的缝隙以及牙本质小管(牙本质内部的微细管道)深处。随后一旦接触唾液,尿素便会析出,氢键重新连接,材料就地凝固成胶体并嵌合在表面的凹凸结构中。黑磷使这一网状结构的连接更加致密,从而在湿润环境下也能产生不易脱落的附着力。

牙根表面上液态材料渗入缝隙中的情形与接触水后凝固成胶体并附着其上的情形并排呈现的截面图

既能杀菌又能填充矿物质

固定下来的凝胶层在受到光照后会产生杀菌的光疗效果,同时促进牙本质的再矿化。这意味着必须先解决附着问题,其他功能才能真正发挥作用。黑磷光疗的实际效力可以从同一时期温州医科大学研究团队的结果中窥见一斑。研究者对一种受贻贝黏附蛋白启发制成的类似黑磷水凝胶进行光照后,变异链球菌和血链球菌减少了约99%,在大鼠龋齿模型中也确认了预防效果。这项研究针对的是牙冠部位的牙釉质,但黑磷介导的光照杀菌原理是相同的。

光线照射在凝固的凝胶层上使细菌消失的情形,以及其下方牙根表面被新矿物质结晶填充的情形一并呈现的截面图

目前仍是培养皿中的实验,后续已有改进版本

这种材料目前仍停留在使用拔除牙齿进行的实验室阶段结果,尚未开展动物或人体试验。同一研究团队在2025年推出了添加盐酸胍和磷酸钙纳米颗粒的后续材料。实验证实,即便以冷冻干燥粉末形式保存90天,仅需0.8牛顿的微弱力量便可从注射器中顺畅推出,填充龋齿蛀蚀的部位并就地凝固,堵塞牙本质小管。这意味着该研究正朝着可在诊室直接使用的形态持续改进。

迄今为止,根部龋齿的管理都需要在难以触及的表面反复涂抹只具备抑菌或补充矿物质单一功能的材料。这种借鉴盲鳗遇水黏附原理的新材料,其思路的不同之处在于先解决附着问题,再在此基础上叠加杀菌与再矿化功能。不过,它在人类口腔中是否也能发挥同样的效能,还需要下一阶段的研究来回答。