دانشمندان ژل جدیدی توسعه داده‌اند که امکان بازسازی مینای آسیب‌دیده دندان را فراهم می‌کند و می‌تواند بر یکی از بزرگ‌ترین محدودیت‌های مراقبت‌های دندانی غلبه کند. برخلاف استخوان‌ها و بسیاری از بافت‌های دیگر بدن، مینای دندان پس از از بین رفتن، به طور طبیعی قابلیت بازسازی ندارد. این درمان جدید راهکاری امیدبخش برای بازسازی این لایه محافظتی، تقویت دندان‌ها و کمک به پیشگیری از پوسیدگی‌های آینده ارائه می‌دهد.
این نوآوری حاصل کار پژوهشگران مدرسه داروسازی و بخش مهندسی شیمی و محیط زیست دانشگاه ناتینگهام است. ماده جدید آن‌ها از فرآیندهای بیولوژیکی که در دوران کودکی باعث تشکیل مینای دندان می‌شوند، الهام گرفته شده است. این ماده برای ترمیم مینایی که به دلیل از دست دادن مواد معدنی ضعیف شده یا بر اثر سایش از بین رفته است طراحی شده، در حالی که مینای سالم باقی‌مانده را نیز تقویت می‌کند.
یافته‌های منتشر شده در مجله Nature Communications می‌تواند راه را برای نسل جدیدی از درمان‌های دندانی هموار کند که فراتر از محافظت از مینای موجود عمل کرده و به بازسازی واقعی ساختار آن کمک می‌کنند.
ژل جدید چگونه مینای دندان را بازسازی می‌کند
یکی از امیدبخش‌ترین ویژگی‌های این فناوری، سادگی آن است. دندانپزشکان می‌توانند این ژل را مستقیماً روی دندان‌ها با روشی مشابه درمان‌های رایج فلورایدی اعمال کنند که ادغام آسان آن را در مراقبت‌های روتین دندانی ممکن می‌سازد.
اما برخلاف محصولات متعارف فلورایدی، این ژل جدید فاقد فلوراید است. در عوض، از ماده‌ای ساخته شده از پروتئین‌ها استفاده می‌کند که ویژگی‌های کلیدی پروتئین‌های طبیعی مسئول هدایت تشکیل مینا هنگام رشد اولیه دندان‌ها را تقلید می‌کند.
پس از اعمال، ژل پوششی نازک اما بادوام ایجاد می‌کند که به سطح دندان نفوذ کرده و ترک‌ها و شکاف‌های میکروسکوپی را پر می‌کند. سپس این پوشش چارچوبی برای بازسازی ساختار معدنی مینا فراهم می‌آورد.
این فرآیند به یون‌های کلسیم و فسفات، دو جزء معدنی ضروری که به طور طبیعی در بزاق وجود دارند، متکی است. ژل این مواد معدنی را جذب کرده و به سازماندهی آن‌ها در بلورهای جدیدی کمک می‌کند که الگویی منظم دارند.
دانشمندان این فرآیند را کانسنگ‌روی هم‌جهت (epitaxial mineralization) می‌نامند. به بیان ساده، یعنی بلورهای معدنی جدید در راستای مینای موجود رشد می‌کنند و اجازه می‌دهند ماده تازه تشکیل‌شده از نظر ساختاری با سطح اصلی دندان یکپارچه شود.
این سازماندهی بسیار مهم است زیرا سختی و دوام فوق‌العاده مینا ناشی از چیدمان دقیق بلورهای معدنی آن است. صرفِ رسوب دادن مواد معدنی روی دندان برای بازآفرینی ساختار پیچیده‌ای که مینای طبیعی را این‌قدر مؤثر می‌کند، کافی نیست.
با هدایت رشد بلورها، ژل جدید می‌تواند هم معماری میکروسکوپی و هم خواص فیزیکی مینای سالم را بازگرداند.
راه‌حل بالقوه برای حساسیت و پوسیدگی دندان
پژوهشگران همچنین کشف کردند که ماده آن‌ها می‌تواند روی عاج لخت (Dentin)، که در ایالات متحده معمولاً به همان نام عاج شناخته می‌شود، استفاده شود. عاج لایه‌ای از بافت دندان است که زیر مینا قرار دارد. این لایه نرم‌تر از میناست و کانال‌های ریز کوچکی دارد که می‌توانند احساسات را به اعصاب داخل دندان منتقل کنند.
وقتی مینا ساییده می‌شود یا لثه عقب می‌نشیند، عاج لخت می‌تواند دندان‌ها را نسبت به غذاهای و نوشیدنی‌های داغ، سرد، شیرین یا اسیدی به شدت حساس کند.
ژل جدید می‌تواند تشکیل لایه‌ای معدنی شبیه به مینا را روی عاج لخت تشویق کند. این امر می‌تواند به کاهش حساسیت دندان کمک کرده و چسبندگی ترمیمات دندانی، مانند پرکردگی‌ها و سایر درمان‌های مورد استفاده برای ترمیم دندان‌های آسیب‌دیده را بهبود بخشد.
مزایای بالقوه قابل توجه هستند. تخریب مینا عامل اصلی پوسیدگی دندان است و به مشکلات دندانی که تقریباً نیمی از جمعیت جهان را تحت تأثیر قرار می‌دهد، دامن می‌زند. این شرایط می‌توانند باعث درد، عفونت و در نهایت از دست دادن دندان شوند. سلامت ضعیف دهان و دندان همچنین با مشکلات گسترده‌تر سلامتی، از جمله دیابت و بیماری‌های قلبی عروقی مرتبط است.
یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در دندانپزشکی این است که مینا سلول‌های زنده‌ای ندارد که بتوانند پس از تکامل کامل دندان، آن را بازسازی کنند. اگرچه بزاق می‌تواند به طور طبیعی برخی از مواد معدنی از دست رفته را در مراحل اولیه آسیب مینا جایگزین کند، اما بدن قادر به بازسازی مقادیر قابل توجهی از مینای ساییده شده نیست.
درمان‌های موجود، شامل وارنیش‌های فلورایدی و محصولات بازکانی‌سازی، می‌توانند به محافظت از دندان‌ها و ترمیم از دست دادن اولیه مواد معدنی کمک کنند. با این حال، آن‌ها نمی‌توانند مینایی را که از قبل از بین رفته است، کاملاً بازسازی کنند.
فناوری جدید با هدف غلبه بر این محدودیت، تشکیل بافت معدنی جدیدی را تشویق می‌کند که خواصی مشابه مینای اصلی دارد.
مینای بازسازی‌شده عملکردی مشابه مینای طبیعی دندان دارد
تیم تحقیقاتی استحکام مکانیکی و دوام ماده بازسازی‌شده را تحت شرایطی آزمایش کرد که برای شبیه‌سازی استفاده روزمره طراحی شده بودند.
این آزمایشات بررسی کردند که مینای تازه تشکیل‌شده چگونه به فعالیت‌ها و مواجهه‌هایی که دندان‌ها به طور معمول تجربه می‌کنند، از جمله مسواک زدن، جویدن و تماس با غذاهای اسیدی، پاسخ می‌دهد.
نتایج امیدبخش بود. به گفته محققان، مینای بازسازی‌شده خواص مکانیکی قابل مقایسه‌ای با مینای سالم طبیعی داشت که نشان می‌دهد این ماده می‌تواند بیش از یک پوشش محافظتی موقت ارائه دهد.
دکتر ابشار حسن، پژوهشگر پسادکتری و نویسنده ارشد مطالعه، توضیح داد که چرا بازآفرینی ساختار داخلی مینا این‌قدر مهم است.
«مینای دندان ساختاری منحصربه‌فرد دارد که به مینا خواص خارق‌العاده‌ای می‌بخشد تا در طول زندگی از دندان‌های ما در برابر آسیب‌های فیزیکی، شیمیایی و حرارتی محافظت کند. وقتی ماده ما روی مینای از دست داده‌ی مواد معدنی یا ساییده‌شده، یا عاج لخت اعمال می‌شود، این ماده رشد بلورها را به شیوه‌ای یکپارچه و منظم ترویج می‌کند و معماری مینای سالم طبیعی ما را بازیابی می‌نماید. ما خواص مکانیکی این بافت‌های بازسازی‌شده را تحت شرایطی که موقعیت‌های «واقعی» مانند مسواک زدن، جویدن و قرار گرفتن در معرض غذاهای اسیدی را شبیه‌سازی می‌کردند، آزمایش کردیم و دریافتیم که مینای بازسازی‌شده دقیقاً مانند مینای سالم رفتار می‌کند.»
این یافته‌ها نشان می‌دهد که ژل می‌تواند در نهایت راهی برای بازگرداندن استحکام و عملکرد محافظتی مینای آسیب‌دیده ارائه دهد، نه صرفاً کند کردن روند تخریب بیشتر. با این حال، نتایج آزمایشگاهی هنوز مشخص نکرده‌اند که این درمان در طولانی‌مدت در بیماران چه عملکردی خواهد داشت.
عصر جدیدی برای ترمیم مینای دندان؟
فراتر از توانایی بازسازی مینا، پژوهشگران تأکید می‌کنند که این فناوری با در نظر گرفتن کاربردهای عملی دندانپزشکی توسعه یافته است.
این ژل طوری طراحی شده که ایمن، ساده در کاربرد و مناسب برای تولید در مقیاس بزرگ باشد. تنوع آن همچنین می‌تواند امکان ادغام آن را در انواع مختلف محصولات دندانی فراهم کند و احتمالاً به بیماران در سنین مختلف که با فرسایش مینا، حساسیت دندان یا سایر مشکلات مربوط به عاج لخت دست‌وپنجه نرم می‌کنند، سود برساند.
پروفسور آلوارو ماتا، استاد مهندسی پزشکی و زیست‌مواد در دانشگاه ناتینگهام، سرپرستی این مطالعه را بر عهده داشت و بر پتانسیل تبدیل این کشف به محصولاتی که دندانپزشکان می‌توانند استفاده کنند، تأکید کرد.
«ما بسیار هیجان‌زده هستیم زیرا این فناوری با در نظر گرفتن پزشک بالینی و بیمار طراحی شده است. این ماده ایمن است، می‌توان به راحتی و سرعت آن را اعمال کرد و مقیاس‌پذیر است. همچنین، این فناوری متنوع است که فرصت ترجمه به انواع محصولات را برای کمک به بیماران در تمام سنین که از طیف وسیعی از مشکلات دندانی مرتبط با از دست دادن مینا و عاج لخت رنج می‌برند، باز می‌کند. ما این فرآیند را با شرکت استارتاپی خود، Mintech-Bio آغاز کرده‌ایم و امیدواریم تا سال آینده محصول اولیه را داشته باشیم؛ این نوآوری می‌تواند به زودی به بیماران در سراسر جهان کمک کند.»
پژوهشگران از طریق شرکت خود، Mintech-Bio، کار را برای تجاری‌سازی آغاز کرده‌اند و هدفشان معرفی محصول اولیه تا سال بعد از اعلامیه است.
اگرچه توسعه بیشتر و اعتبارسنجی بالینی قبل از اینکه این فناوری به یک درمان دندانی تثبیت‌شده تبدیل شود، اهمیت خواهد داشت، اما توانایی آن در بازآفرینی ساختار و استحکام مینای طبیعی نماینده یک پیشرفت امیدبخش است.
اگر این رویکرد در بیماران موفق اثبات شود، می‌تواند اساساً نحوه برخورد دندانپزشکان با از دست دادن مینا را تغییر دهد و امکان بازسازی سطوح دندانی را فراهم آورد که قبلاً تنها می‌توانستند با استفاده از مواد دندانی متعارف محافظت یا ترمیم شوند.