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| 图源:Sr-, Ca-Doped BaTiO3 with Synergistic Piezoelectric Catalysis and Microbial Balance Effects Enables Tooth Whitening for Home Oral Health |
好的牙·讯|上海市徐汇区牙病防治所、中科院上海硅酸盐研究所、中国科学院大学及东华大学研究团队近日在国际纳米科学期刊《ACS Nano》发表研究,开发出一种由电动牙刷振动激活的实验性美白牙粉(BSCT 陶瓷粉末)。该研究显示,这种基于压电催化技术的系统在实现高效美白的同时,能够修复受损的牙釉质与牙本质,并有效调节口腔微生物群落的平衡。
研究显示,牙齿变色通常由遗传因素或长期摄入咖啡、茶等易染色食物引起。目前广泛使用的过氧化物美白剂虽然有效,但其强氧化作用易导致牙釉质脱矿、软组织刺激以及口腔菌群失调。为了克服这些缺陷,联合研究团队开发出一种含有锶(Sr)和钙(Ca)离子的钛酸钡(BaTiO3)陶瓷粉末,命名为BSCT。
研究团队指出,该粉末的核心原理在于“压电效应”。当电动牙刷的机械振动作用于BSCT粉末时,其内部会产生微弱的电场,从而在原位催化产生活性氧(ROS)。这种在刷牙过程中实时生成的活性氧能分解牙齿表面的有机染色分子,实现美白效果。由于活性氧仅在振动触发下产生,其作用范围受控,极大地降低了对牙周组织的潜在伤害。
该研究的实验室体外研究结果显示,在使用该粉末配合电动牙刷对沾染茶渍和咖啡渍的人类牙齿进行刷洗实验中,4小时后即可观察到较为明显的美白效果;刷洗12小时后,实验组牙齿相比生理盐水刷洗的对照组,白度高出近50%。更重要的是,BSCT粉末在美白的同时展现了再矿化修复能力,粉末中释放的锶、钙和钡离子在牙齿表面形成沉积物,能够有效填补受损的釉质和牙本质结构。
在针对高糖饮食大鼠的动物实验中,研究团队发现每天使用BSCT刷牙一分钟,连续四周后,大鼠的口腔微生物群落得到了有效恢复。实验观察到牙周炎致病菌(如牙龈卟啉单胞菌和金黄色葡萄球菌)的数量显著下降,口腔内的炎症水平也随之降低。研究指出,这种压电极化场通过破坏细菌的膜电位和结构完整性,抑制了细菌的能量合成,从而实现了选择性的抗菌作用。
研究人员指出,尽管该技术目前尚未正式制成牙膏产品,但其集成的美白、修复与菌群平衡策略,有望为未来居家口腔健康护理提供了一种安全且便捷的替代方案。但该研究目前仅处于实验室及动物实验阶段,其在人体口腔环境中的长期有效性与安全性仍需进一步临床验证。
据研究人员披露,该研究得到了中国科学院青年创新促进会、上海市科委医疗重点专科、徐汇区医疗重点学科以及高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室等机构的资助。