Джанет Морадиан-Олдак (Janet Moradian-Oldak), профессор стоматологической школы Германа Остроу в Университете Южной Калифорнии, 20 лет занимается вопросом наращивания зубной эмали. Вопрос этот достаточно сложный, так как эмаль – неживая ткань и самостоятельно восстанавливаться неспособна. Однако решение у этого вопроса всё-таки есть: матриксные металлопротеиназы-20, действие которых Джанет и её группа исследовали, и амелогенин-хотозановый гель, созданный командой другого учёного.
В октябре 2015 года, журнал Biomaterials опубликовал отчёт группы, которая под руководством Джанет и Саума Пражапати (Sauma Prajapati) исследовала работу указанных энзимов. В человеческом организме матриксные металлопротеиназы-20 (ММП-20) присутствуют только в зубах, и по заявлениям авторов исследования, эти энзимы способны «крошить» амелогенины, что способствует организованному формированию кристаллов эмали.
Профессор Морадиан-Олдак говорит, что ММП-20 высвобождается на самых ранних стадиях формирования эмали и измельчает протеины в ходе кристаллизации эмали. Вместе с другими энзимами, ММП-20 удаляет «шлам», в результате отвечающие за генерацию эмали клетки получают больше пространства и имеют возможность выдать большее количество самого твёрдого биокерамического материала в организме.
В то же время, другая группа исследователей под руководством Кичао Руана (Qichao Ruan) опубликовала отчёт о своей работе, в котором сделан вывод о способности амелогенин-хитозанового гидрогеля противостоять кариозным поражениям на ранних стадиях путём наращивания слоя, имеющего схожие с натуральной зубной эмалью свойства. Гель может уменьшать площадь такого поражения на 50 – 70%.
Эти работы прекрасно дополняют друг друга. По мнению Кичао, проведённое группой Морадиан-Олдак исследование – один из первых шагов к понимаю натуральных процессов формирования зубной эмали. Кроме того, результаты этого исследования и достижения группы самого Кичао могут существенно ускорить процесс создания биоматериалов, способных восстанавливать, «чинить» зубы. Джанет Морадиан-Олдак говорит, что однажды на рынке могут появиться продукты – каппы, полоски – насыщенные гидрогелем и способные стимулировать рост похожих на эмаль структур, снижая таким образом чувствительность зубов.
Зубные пасты и ополаскиватели со фтором и СРР-АСР (казеин фосфопептид – аморфный кальций фосфат) стимулируют реминерализацию поражений эмали на ранних стадиях, считает Морадиан-Олдак, однако профессор сравнивает их с заплаткой, то есть не считает полноценным решением проблемы. Гель же не просто устраняет болевые ощущения, но и действительно заполняет трещины и повреждения субстанцией со свойствами, близкими к свойствам эмали.
Гель прошёл испытания в среде, где симулировались биохимические процессы, протекающие в ротовой полости. Результат – образование крепких наростов, которые полностью устраняют возможность рецидива кариеса. По мнению Руана, гель может быть более эффективным решением, чем традиционные коронки, так как со временем адгезия последних ослабевает. Кроме того, гель обладает уникальными антибактериальными свойствами.
Команда Джанет Морадиан-Олдак провела эксперименты на мышах. В группе подопытных животных, зубы которых были лишены ММП-20, гидроксиапатиты были короче, шире и тоньше, а 31% поверхности нанокристаллов эмали у них был несовершенным. У обычных диких мышей этот показатель составил лишь 10%.
В ходе экспериментов с человеческими зубами сравнивалось действие реминерализационного раствора (кальций, фосфат-ионы) и геля. Раствор образовал похожую на эмаль субстанцию, однако структура её была хаотичной, а кристаллы – неодинаковыми. Гидрогель же позволил получить ориентированные структуры, уменьшающие глубину поражений на 50-70%.
Следующий шаг – использование ММП-20 в геле, что позволит создать продукт, обладающий способностью генерации укупоривающего материала со свойствами зубной эмали.
