材料革新解修复难题 理论突破守口腔健康——访中华医学科技奖医学科学技术奖一等奖获得者邓旭亮教授

口腔疾病不仅严重危害咀嚼、语言功能及容貌，还显著影响患者的全身健康。口腔领域目前存在着“补牙反复掉、堵牙难止疼、种牙骨不足”等难题。北京大学口腔医院邓旭亮教授带领团队面向国家重大需求和人民口腔健康，以“口腔硬组织修复材料研发和临床关键技术”为攻坚方向，历经二十余载深耕，终以突破性成果斩获2024年中华医学科技奖医学科学技术奖一等奖。本刊特邀邓旭亮教授讲述项目背后的故事。

▋直面现实困境：传统模式无法解决“看牙难”

谈及项目初衷，邓旭亮教授坦言，“传统的口腔医疗资源培养与分配模式，已无法满足我国庞大人口的迫切诊疗需求。”他进一步解释，西方成熟的口腔医疗体系建立在充足的资源供给之上，而我国人口基数大、区域差异显著，依赖现有模式难以解决“看牙难”问题。若要从根本上改善现状，必须以科技创新为突破口——通过研发高性能材料来加强疾病预防效果、延长材料使用寿命，从而减少患者就诊频次，缓解医疗资源的紧张局面。

▋突破补牙难题：从微观探索到材料革新

补牙材料反复脱落是长期困扰患者和医生的难题。传统补牙材料与天然牙的力学性能存在差异。以树脂材料为例，其弹性模量和强度远低于牙齿组织，在日常咀嚼力的冲击下，补牙材料与牙齿的界面极易出现破损、脱粘的情况。邓旭亮教授表示，由于过往对牙齿微观结构的认知不足，通常采用有机材料与无机材料复合的方法，通过在有机基质中填充无机填料来提升补牙树脂的性能，然而当填料添加量达到80%左右时，牙齿的承载能力接近极限，且填料在有机基质中无法均匀分散，反而导致材料性能不升反降，无法达到天然牙的力学标准。

为攻克这一难题，邓旭亮教授带领团队运用先进的显微技术和分析手段，对牙齿微观结构展开了深入研究。历经大量的观察与分析，团队终于发现，牙齿并非简单的混合体，而是晶体和非晶体的间质之间的相互组装关系，这种独特的结构正是牙齿具备优异力学性能的关键所在。明确方向后，邓旭亮教授与北京航空航天大学郭林教授展开合作，利用前沿的化学方法，尝试复制牙齿的微观结构。经过数百次的试验与改进，他们终于成功制备出与天然牙的牙釉质在形态和力学性能上高度相似的牙科材料。邓旭亮教授介绍，研制的材料与天然牙的界面适配性极佳，大大减少了牙齿分离、裂缝和折断的风险。经临床验证，补牙材料的使用寿命显著延长，有效解决了患者“补牙反复掉”的困扰。

▋颠覆百年认知：破解牙齿敏感疼痛的创新之路

许多患者都有牙齿敏感的症状，冰水、热饮，甚至是甜食都可能引发牙齿刺痛，严重影响生活质量。传统基于流体力学理论的治疗是通过在牙齿表面涂抹或沉积物质的方法来隔绝外界刺激，从而缓解疼痛。但由于牙本质小管内液体压力的存在，以及日常刷牙等外力作用，治疗材料很容易脱落，导致止痛效果短暂。为了找到更有效的治疗方法，团队将研究重点聚焦在牙本质小管的微观结构上。研究发现，牙本质小管内充满了细胞外基质，基质形成了特殊的孔隙和管道结构，且两侧存在明显电势差。基于这一发现，团队通过理论模拟和大量实验，揭示了发生牙齿疼痛的相关机制：外界刺激引发离子在牙本质小管内定向迁移，形成离子电流，进而刺激牙髓神经产生疼痛。这一成果为牙齿敏感治疗开辟了新的方向。

在全新理论的指导下，团队经过反复试验和筛选，成功发明了聚阳离子水凝胶材料。这种材料带有正电荷，能够与带负电荷的牙本质小管相互吸引，渗入其中阻断离子电流的形成，从而实现长效缓解牙齿疼痛的效果。临床应用显示，该材料的止痛效果持续时间可长达半年以上，远超传统治疗方法，为广大牙齿敏感患者带来了福音。

▋创新成果落地生根：从实验室到临床实践

项目团队始终坚持科研成果转化，让创新技术真正服务患者。邓旭亮教授表示，在口腔修复领域，团队研发的显微增强树脂材料已取得了产品注册证，并结合树脂加工技术优化了材料的临床操作性，目前已广泛应用于临床，显著提升了治疗效果。在龋病预防领域，基于晶体和非晶体自组装技术的新型材料，有望在龋病预防领域发挥重要作用，其原位生长形成的类牙釉质材料，相比传统窝沟封闭材料，粘接强度更高、预防效果更持久，将为儿童口腔健康提供有力保障。在治疗领域，聚阳离子水凝胶材料已获得第二类医疗器械注册证，临床治疗牙齿敏感效果显著。

▋砥砺深耕守初心，创新不止向未来

回顾科研历程，邓旭亮教授感慨：“科研道路充满艰辛，团队在研究过程中面临诸多挑战。”实验结果的不确定性、理论验证的漫长周期，有时会使团队成员士气受挫，但他鼓励团队要“沉住气”。这种“板凳甘坐十年冷”的坚守，正是邓旭亮教授对科研精神最生动的诠释。

展望未来，邓旭亮教授认为牙材料的进步需要漫长的过程，团队计划研发兼具阻断外界刺激和防止牙齿磨耗功能的新型材料，在牙本质表面形成类牙釉质层，为牙齿提供全方位保护。这一目标的实现，将进一步提升口腔修复和口腔疾病预防的水平，为患者带来更多福祉。

邓旭亮教授对青年医生满怀期许，并分享了三点感悟：一是，兴趣与情怀是科研道路的动力源泉，青年应志存高远，明确职业目标，以坚定信念应对早期的大量付出。二是，开放交流至关重要，要通过思想碰撞激发创新灵感。三是，勤奋是实现科研理想的必备品质，唯有将想法付诸实践，才能推动科研不断进步。