由角蛋白啟動的牙齒琺瑯質再生技術
科技產業資訊室(iKnow) - 謝欣妤 發表於 2025年11月13日
圖、由角蛋白啟動的牙齒琺瑯質再生技術
琺瑯質是人體中最堅硬的組織。其覆蓋於牙齒外層，負責抵禦外界的侵蝕、磨損和細菌侵蝕。然而，一旦琺瑯質因蛀牙或物理破壞而受損，其結構幾乎無法自行再生。儘管現行臨床多透過樹脂、玻璃離子填補受損區域，雖能夠暫時遏止病變，但仍無法真正重建琺瑯質原先的結構與強度。
在此背景下，英國倫敦國王學院研究團隊提出了以角蛋白(Keratin)作為琺瑯質修復的突破性策略。研究人員發現，人類毛髮與羊毛中的角蛋白，具備重建琺瑯質所需的結構和特性。角蛋白的結構可謂相當複雜，其分子鏈由多種胺基酸序列組合而成，在不同生物體中的序列和含量而有所差異。一般人類毛髮與羊毛中的角蛋白為α-螺旋結構，包含離子鍵、氫鍵與雙硫鍵，其中透過半胱氨酸氧化所形成的雙硫鍵賦予角蛋白極佳的穩定性、抗壓性和延展特性，使其能自我組裝成強健的纖維網絡。
基於其分子特性，研究團隊開發出「水性交聯角蛋白薄膜」(Water-based, self-crosslinking keratin films)。此材料可使角蛋白結構重新排列並啟動礦化作用的發生。這種機制可被用於齲齒治療，透過塗抹於牙齒表面使角蛋白與唾液中的離子與磷酸根離子相互作用，逐漸形成類似天然琺瑯質的晶體結構。這些奈米級的結構可深入蛀蝕區域，並持續吸收礦物質，逐漸恢復牙齒固有的外觀、結構和性能，實現真正意義上的「再生」而非單純「填補」牙齒。
除了琺瑯質修復外，角蛋白背後的再生機制具有高度拓展性。其簡易性、可規模化和低成本的特性，使其應用能延伸至居家型牙膏或醫師使用的專業凝膠等。此技術不僅可改善琺瑯質缺損，也可應用於骨骼修補、牙本質知覺敏感與牙齒腐蝕等問題，為牙科材料帶來永續的發展方向。
研究團隊預期該技術將在將未來二至三年內推向市場，為臨床治療和修復帶來全新的選項。接下來的研究方向將著重於提升角蛋白結構的調控能力，並透過導入更多酸性結構域(Acidic domains)增強其礦物離子間的結合親和力。同時，團隊亦建議規劃體內和試管研究，以評估其細胞相容性、生物活性及其在硬組織中的整合能力，為其在生物醫學工程領域奠定研究基礎。(804字；圖1)
參考資料：
Biomimetic Mineralization of Keratin Scaffolds for Enamel Regeneration. Advanced, 2025/8/12
Goodbye cavities? This new toothpaste made from hair can heal enamel. ScienceDaily, 2025/11/10
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
【聲明】
1.科技產業資訊室刊載此文不代表同意其說法或描述，僅為提供更多訊息，也不構成任何投資建議。
2.著作權所有，非經本網站書面授權同意不得將本文以任何形式修改、複製、儲存、傳播或轉載，本中心保留一切法律追訴權利。
|