新的牙科恢复复合材料证明比传统材料更耐用

将来你可能会少去看牙医，这得感谢贻贝。

受贻贝粘附在不友好表面的机制的启发，加州大学圣巴巴拉分校的研究人员开发了一种新型的牙科复合材料，为治疗过的牙齿提供了一层额外的耐久性。潜在的回报?更持久的填充物，牙冠，植入物和其他工作。

“它和典型的牙齿修复一样难，但不太可能破裂，”Kollbe Ahn, a材料UCSB海洋科学研究所的科学家说，综合。该研究在期刊中突出显示先进材料。本文，其中Ahn是相应作者，是研制性之间合作的结果。

平均来说，一个牙齿修复在需要替换之前会持续5到10年左右。时间框架取决于修复的类型和病人如何照顾治疗齿。然而，持续不断的咀嚼、酸性和坚硬的食物、糟糕的卫生、夜间磨牙、一般的弱牙甚至不适当的补牙都可能导致补牙的过早死亡——以及另一种昂贵的、可能不那么令人愉快的牙科椅体验。

Ahn认为，修复体脱落或开裂的主要原因之一是与周围牙齿结合的脆性破坏。他解释说:“所有的牙科复合材料都含有微颗粒，以增加硬度，防止固化过程中的收缩。”“但有一个折衷:当复合材料变得更硬时，它会变得更脆。”

在足够的压力或磨损下，裂纹就会形成，然后在整个修复过程中扩展。或者，牙齿与修复体之间的间隙导致修复失败，包括边缘牙齿的蛀坏。

所以Ahn和他的同事看着自然 - 贻贝，准确地找到一种不仅要保持力量和硬度的方式，而且还要增加耐用性。在穿透区域的可变条件下，在不透射区的可变条件下粘附到不规则的表面，以抵抗撞击波，盐水浸泡和吹水干燥和风干燥 - 贻贝的燃烧热量呈现出更耐用的理想模型牙科修复材料。他们用来粘贴到表面的比例允许它们抵抗将从家机撕裂它们的力量。

“本质上，贻贝的BYSSAL螺纹的软胶凝芯受到5至10微米的厚，硬涂层的保护，这也是可伸缩的，因此坚韧，”AHN说。这种耐用性和灵活性允许软体动物在恶劣的环境中粘在湿矿物表面上，这些环境涉及重复的推挽压力。

这种机制的关键是科学家称呼动态或牺牲键合 - 亚纳米镜分子水平上的多重可逆和弱键，可以在不影响承载材料的总粘附和机械性能的情况下消散能量的情况下散发能量。

“假设你有一个很强的键，”Ahn解释道。“它可能很强大，但一旦破裂，就会破裂。”如果有几个较弱的键，就必须一个接一个地打断它们"他接着说，打破每一个弱键都会消耗能量，所以打破材料所需的总能量将比单个强键要大。

这种类型的粘合发生在许多生物系统中，包括动物骨和牙齿。贻贝的Byssus含有大量称为儿茶酚的独特化学官能团，其用于赋予和促进湿矿物表面的粘附性。新的研究表明，与当前牙科修复树脂复合材料相比，使用传统硅烷偶联剂代替常规硅烷偶联剂提供10倍较高的粘合性，韧性增加50％。

虽然研究已经证明了这种柔软材料的增韧机制，但本研究是第一种 - 如果不是首先将其用刚性和承重材料证明它。

这种概念证据也证明了任何细胞毒性，可能意味着更难度，更耐用的牙科填充物。并且，从长远来看，可能意味着较少的牙科访问。因为每个替代填充还需要牙医将周围的牙齿提交其表面，所以给予足够的替代牙齿可能需要加冠或提取;如果没有更换，牙齿损失可能对个人的饮食和健康产生不利后果。

Ahn说，下一步是进一步提高材料的耐久性。

“通过改变分子设计，您可以在表面上存在甚至存在的密集耦合剂，然后我们可以拥有更强大和更耐用的牙科综合，”他说，在几年内估算商业产品。

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