Loại gel này giúp tạo thành một lớp phủ trên răng, sau đó thu hút các ion canxi và phốt phát từ nước bọt để xây dựng lại lớp men bảo vệ tự nhiên. Đây là điều mà cho đến nay, nha khoa hiện đại vẫn chưa thể thực hiện được khi men răng bị mòn theo thời gian.

Công trình nghiên cứu do các nhà khoa học tại Đại học Nottingham phối hợp với các nhà nghiên cứu quốc tế thực hiện được xem là một bước tiến lớn.

Được làm từ protein, loại gel này không chỉ củng cố men răng hiện có mà còn có thể phục hồi nó. Khi bôi lên răng, tương tự như phương pháp điều trị fluoride thông thường, gel này tạo thành một lớp mỏng thấm sâu vào cấu trúc răng để vá các vết nứt hoặc lỗ hổng. Sau đó, nó đóng vai trò như một “giàn giáo” giúp thu hút các ion khoáng, kích thích hình thành khoáng chất mới qua quá trình được gọi là khoáng hóa ngoại biên để tái tạo lớp men răng gần như nguyên bản.

Tiến sĩ Abshar Hasan, tác giả chính và là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học Nottingham, giải thích: “Men răng có cấu trúc đặc biệt, mang lại khả năng bảo vệ răng suốt đời khỏi tác động vật lý, hóa học và nhiệt. Khi vật liệu của chúng tôi được bôi lên men răng bị xói mòn hoặc ngà răng lộ ra, nó thúc đẩy sự phát triển của các tinh thể một cách có tổ chức, giúp khôi phục kiến trúc men răng tự nhiên khỏe mạnh”.

Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), khoảng 3,7 tỷ người trên toàn cầu đang mắc các bệnh răng miệng, trong đó xói mòn men răng là nguyên nhân chính dẫn đến sâu răng.

Là lớp bảo vệ cứng cáp và khoáng hóa cao ngoài cùng của răng, men răng bị tổn hại do nhiều yếu tố như thực phẩm có tính axit hoặc chứa đường (nước ngọt, nước ép trái cây), nghiến răng, chải răng quá mạnh, trào ngược axit dạ dày hay khô miệng. Khi lớp men này mất đi, răng dễ bị mẻ, nứt và sâu. Fluoride tuy giúp bảo vệ nhưng không thể phục hồi phần men đã bị hư hại.

Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã phát triển một ma trận siêu phân tử đàn hồi dựa trên các protein tái tổ hợp giống elastin (elastin-like recombinamers – ELR). Ma trận này mô phỏng cấu trúc và chức năng của lớp nền phát triển men răng tự nhiên. Khi được phủ lên răng bị xói mòn, lớp gel ELR ổn định và kích hoạt quá trình hình thành các tinh thể nano apatite tạo nên men răng, giúp tái tạo lại cấu trúc vi mô và phục hồi độ bền cơ học.

Trong thí nghiệm, các nhà khoa học sử dụng răng người được nhổ ra để mô phỏng các giai đoạn xói mòn khác nhau bằng cách xử lý axit. Sau đó, họ phủ lên răng một lớp gel ELR sinh học và để khô, trước khi ngâm trong dung dịch khoáng hóa mô phỏng nước bọt. Sau khoảng 10 ngày, gel bắt đầu thu hút các ion canxi và phốt phát, giúp chúng kết tinh và phát triển thành các tinh thể nano fluorapatit tương tự như men răng thật.

Hình ảnh kính hiển vi điện tử cho thấy lớp men răng bảo vệ bị mất (bên trái) được phục hồi sau hai tuần bằng phương pháp điều trị mới (bên phải)

Kết quả quan sát bằng kính hiển vi điện tử cho thấy các tinh thể mới phát triển liền mạch với lớp men hoặc ngà răng bên dưới, hình thành mạng tinh thể đồng nhất. Các phép đo độ cứng nano cho thấy lớp men tái tạo có đặc tính gần như tương đồng với men răng khỏe mạnh. Đáng chú ý, khi thử nghiệm mô phỏng hoạt động chải răng trong một năm và quá trình nhai, nghiến, lớp men mới thể hiện khả năng chống mài mòn, gãy và axit tốt hơn cả men tự nhiên. Các thử nghiệm trong nước bọt nhân tạo và thật đều cho kết quả tương tự, chứng minh chỉ một lần bôi gel ELR đã đủ để tái tạo men răng và bảo vệ răng trong môi trường thực tế.

“Công nghệ này an toàn, dễ sử dụng, có thể mở rộng quy mô và chuyển thành nhiều sản phẩm khác nhau giúp điều trị mất men răng và lộ ngà răng ở mọi lứa tuổi”, giáo sư Alvaro Mata, Chủ tịch Kỹ thuật Y sinh và Vật liệu sinh học tại Đại học Nottingham, chia sẻ. “Chúng tôi đang hợp tác với công ty khởi nghiệp Mintech-Bio để thương mại hóa công nghệ này và hy vọng sản phẩm đầu tiên sẽ ra mắt trong năm tới. Sự đổi mới này có thể sớm mang lại lợi ích cho bệnh nhân trên toàn thế giới”.

Tuy nhiên, các nhà khoa học cho biết đây mới chỉ là kết quả nghiên cứu sơ bộ và cần được kiểm chứng thêm. Dù vậy, loại gel tái tạo men răng này được giới chuyên gia đánh giá là bước đi đột phá, mở ra hướng điều trị mới đầy hứa hẹn cho nha khoa hiện đại.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.