台加研究揭牙琺瑯質堅韌關鍵密碼 將助攻醫材產業
(中央社記者張璦台北20日電)台灣、加拿大團隊費時約18年探究各種動物牙齒的牙釉層(琺瑯質),發現它堅硬不易脆裂的關鍵結構,這項研究未來可望發展出更耐用的假牙等牙科治療材料,並助攻產業界開發更堅韌的耐磨鍍層。
牙釉質是人體最堅硬的組織,提供人類終其一生咀嚼進食所需的耐磨耗性和消化處理食物的效能,在國科會支持下,國立成功大學工學院講座教授鄭友仁與醫學院講座教授謝達斌,展開長達18年的相關研究,成果今年1月發表在iScience期刊。
專注在摩擦、磨損等研究領域的鄭友仁,今天在國科會學術研究成果記者會上指出,一般工程材料硬度愈高、就愈容易脆裂,但他注意到牙釉質兼具堅硬與不易脆裂的特質,如果破解其中原因,就可做出更好、更耐磨的鍍層。
鄭友仁聯手謝達斌組成團隊透過奈米檢測技術,觀察人類牙齒從牙釉質表面到牙本層的交界處,硬度呈現漸減的階梯性效應,也就是外層堅硬,內部則有可以平衡力量的吸震功能,這樣的梯度特性,正是牙釉層「又硬又有彈性」的關鍵。
為更了解此梯度特性,以建立開發前瞻材料的準則,鄭友仁和謝達斌團隊持續研究各種不同動物的牙釉層。
鄭友仁表示,各物種牙齒的蒐集過程相當不易,團隊透過加拿大皇家學會科學學院院士萊茲(Robert Reisz)協助,取得許多樣本,經過長期研究,發現「食性」是影響動物牙釉層硬度的主要進化性因素。
鄭友仁進一步說明,草食性及雜食性動物,因進食需要大量咀嚼,演化出較硬的牙釉質;此外,壽命愈長的動物也會有較厚的牙釉層。
他指出,適者生存的演化,使較硬及較厚的牙釉層,也具有較大的硬度梯度特性,防止牙釉層脆裂。
鄭友仁說,要做出材料付諸應用,就需要知道大自然如何「調配」,因此攜手台灣同步輻射中心,運用儀器偵測自然界如何運用微量的元素調控,精巧地形成牙釉層的硬度梯度。
隨台灣高齡社會的趨勢,有關假牙製造方面的應用,謝達斌表示,積層製造技術有望結合這項牙釉層研究,製作出新型耐用材質,目前還需要一段時間開發,但他相信,耐用度更持久的假牙等牙科治療材料,是可以期待的。(編輯:郭無患)1120220
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