KAIST研究人员使用原子力显微镜在纳米级定量评估了酸性和含糖饮料如何影响人牙釉质。这种新方法可用于测量饮料引起的牙釉质腐蚀过程中随时间发生的机械和形态变化。

搪瓷是形成牙齿外部的坚硬白色物质。它是人体中最坚硬的物质，甚至比骨骼还坚固。它的弹性表面是96%的矿物质，是所有人体组织中最高的，这使它具有耐用性和抗破坏性。瓷釉可作为保护牙齿柔软内层的屏障，但容易被酸和糖类降解。

当牙齿珐琅质过度食用酸性和含糖食品和饮料时，就会发生珐琅质腐蚀。如果不及时治疗，牙釉质的流失会导致各种牙齿状况，包括污渍，骨折，敏感性和半透明性。牙齿珐琅质一旦损坏，就无法恢复原状。因此，对牙釉质侵蚀如何开始和发展的深入研究，尤其是在初期阶段，对于维护牙齿健康具有高度的科学和临床意义。

KAIST材料科学与工程系的Seungbum Hong教授领导的研究小组报告了一种应用原子力显微镜(AFM)技术研究搪瓷侵蚀早期阶段的纳米级表征的新方法。这项研究于6月29日发表在《生物医学材料力学行为》杂志(JMBBM)上。

AFM是一种非常高分辨率的扫描探针显微镜(SPM)，其分辨率约为纳米级(nm)的十亿分之一米。AFM通过在样品表面上扫描一个小的悬臂来生成图像，这可以精确地测量样品的结构和机械性能，例如表面粗糙度和弹性模量。

该研究的共同负责人李潘潘博士和Oh Chungik博士选择了三种市售流行饮料，可口可乐，Sprite®和MinuteMaid®橙汁，并随时间将牙釉质浸入这些饮料中分析它们对人牙齿的影响，并监测对牙釉质的蚀刻过程。

从访问KAIST诊所的20至35岁的志愿者中获得了五个健康的人类臼齿。拔牙后，在实验前将牙齿保存在蒸馏水中。在浸泡实验之前购买并打开了饮料，该团队利用原子力显微镜测量了表面形貌和弹性模量图。

研究人员观察到，随着浸入时间的增加，牙釉质的表面粗糙度显着增加，而釉质表面的弹性模量则急剧下降。已经证明，当将其浸入饮料中10分钟时，搪瓷表面的粗糙程度提高了五倍，并且在饮料中浸入五分钟后牙齿釉质的弹性模量降低了五倍。

此外，研究团队还发现了在划痕的牙釉质中的优先蚀刻。研究表明，用力刷牙和用抛光颗粒去除牙膏的牙膏可能会腐蚀珐琅质表面，这可能是蚀刻的优先部位。

洪教授说：“我们的研究表明，原子力显微镜是一种在纳米级定量表征牙齿侵蚀形态和力学性能变化的合适技术。”