做过牙齿美白的人大概都有过含着浓稠凝胶长时间等待的经历。这种凝胶的主要成分过氧化氢效果确切,但也可能刺激牙龈,并使牙釉质(牙齿表面的坚硬层)变得脆弱。因此,近几年陆续出现了用光、振动或温度变化来代替引发反应的催化技术。中国华中科技大学研究团队在2026年在此基础上加入了磁场,推出了一套无需在身上连接导线、以无线方式引发凝胶内反应的新型催化系统。
继过氧化氢之后,光、振动与温度驱动了催化反应
牙科诊所使用的美白剂通常是将高浓度过氧化氢调成凝胶涂在牙齿表面。过氧化氢分解产生的活性氧会切断色素分子的双键,从而达到褪色效果,但正因为是这种强氧化反应,可能留下牙龈刺激或牙齿敏感的问题,诊疗时间也需要拉得更长。
为了减轻这一负担,出现了通过光、振动、温度变化来代替引发同样氧化反应的催化材料。2020年发表于国际学术期刊《Nature Communications》的一项研究,用压电(piezo)材料钛酸钡(BaTiO3)纳米颗粒替代牙膏中的研磨剂并混入凝胶,仅通过像刷牙一样的超声波振动,就让被红茶、蓝莓汁、红酒染色的牙齿在3小时内明显变白,10小时后几乎完全变白。2022年发表于同一期刊的后续研究,则用口腔内的温度变化代替了振动。热食使口腔温度从36度升至48度、冷食使其降至21度的日常变化,被热释电(pyro)材料钛酸钡纳米线接收,经过2000次温度25度上下波动的刺激后,牙齿完全变白。两项研究均报告未对牙釉质和细胞造成损伤。
用磁场产生电能,驱动凝胶内的反应
光很难深入牙齿表面内部,而振动和温度变化则存在局限,必须由人亲自刷牙或进食才能产生刺激。2026年的研究把刺激源换成了磁场。具体方法是将受磁场作用就能产生电能的磁电(magnetoelectric)材料加入美白凝胶,再从口腔外部施加方向不断变化的交流磁场。即使身上不连接任何导线,材料也会响应磁场产生电能,这些电能会在凝胶内引发分解色素的氧化还原反应。研究团队报告称,这种方式比此前基于光、振动、温度的催化剂明显加快了反应速度。

仍处于牙齿样本阶段,人体应用结果尚待验证
本次研究与此前的压电、热释电催化剂研究一样,仍是使用染色牙齿样本的实验室阶段成果。论文摘要中只提到比现有方式缩短了时间,并未公开经过几小时能变白到什么程度的具体数据。压电催化剂于2020年、热释电催化剂于2022年发表于同一期刊,但至今仍未成为实际诊疗中使用的产品。在实验室中确认的催化反应能否在人的口腔内也安全有效地发挥作用,看来还需要更多时间来验证。

引发牙齿美白反应的刺激源,已经从光、振动、温度,扩展到了磁场。磁场方式无需连接导线即可引发反应,比此前的方式更易于操作,但要说它已经验证到足以替代过氧化氢,恐怕还为时过早。

