חוקרים מסין מדווחים כי מצאו דרך לייצר אמייל שן חדש ולהשתמש בו לתיקון נזקי עששת - בינתיים רק במעבדה
אמייל השן הוא החומר החזק ביותר בגופנו. הוא מורכב ברובו (96%) ממינרלים, כשהעיקרי שבהם הוא hydroxyapatite (או בקיצור HAP) - גבישים שמורכבים מסידן זרחתי.
שכבת האמייל היא השכבה העליונה של השן ומטרתה לעמוד בעומס מכני של לעיסת מזון ולהגן על החלק הפנימי של השן. את האמייל מייצרים תאים מסוג אמלובלסטים בתהליך מורכב ומבוקר היטב, בזמן שהשן מתפתחת בתוך עצם הלסת. בתהליך זה, גבישים רבים של HAP מאורגנים בצורה צפופה ואנכית לשכבת השן הפנימית, אשר יוצרת צורה אופיינית של קשקשי דג תחת עדשת המיקרוסקופ. לאחר סיום ההתפתחות של השיניים תאי האמלובלסטים מתנוונים, כך שאין כמעט יכולת לתקן או ליצור מחדש אמייל שנשבר או נהרס.
למרות שמדובר בחומר חזק מאוד, אמייל השן רגיש לפירוק על ידי חומצות, תהליך שמוביל להתפתחות של עששת. חיידקים שנמצאים בחלל הפה שלנו מסוגלים לנצל סוכרים שמקורם במזון שאנו אוכלים. תוצר לוואי של פירוק הסוכרים על ידי החיידקים הוא חומצה לקטית, שמורידה את רמת החומציות בפה. כשרמת החומציות יורדת, האמייל נפגע ומאפשר התיישבות חיידקים וחדירתם לאיזור הפגוע, דבר המוביל לדלקות ולריקבון של השן. מדובר בבעיה נפוצה ביותר: כ-2.4 מיליארד בני אדם ברחבי העולם סובלים מעששת, יותר מרבע מאוכלוסיית העולם.
אמייל השן הוא החומר החזק ביותר בגוף האדם, אבל הוא רגיש לפירוק ע"י חומצות | צילום: Shutterstock
פרומולציה חדשה
כדי לטפל בנזקי אמייל בשן משתמשים לרוב בחומרים סינתטיים להחליף את החלק הפגוע, להגן על רקמת השן ולמנוע נזק נוסף. למרות שגישה זו ותיקה ומספקת מענה לבעיה, לעיתים יש צורך לחדש את הסתימות שכן הן פחות עמידות מאמייל טבעי. לפיכך, השאיפה תמיד הייתה לנסות ולייצר אמייל סינתטי שידמה בצורה מדויקת את החוזק והמבנה של אמייל שן טבעי.
נעשו מספר ניסיונות לייצר אמייל שן בתנאי מעבדה, באמצעות אבן הבניין הבסיסית של HAP - סידן זרחתי. בתנאים מסוימים, תערובת של סידן וזרחן יוצרת משקעים מיקרוסקופיים המכונים צברי פוזנר (Posner), מדובר בחלקיק המורכב מיון של סידן המוקף בשישה יוני פוספט ( -PO43), שמוקפים בעוד שמונה יוני סידן. ההשערה היא שצברי פוזנר הם הבסיס למבני הגביש המורכבים שיוצרים את אמייל השן, ולפיכך יכולים להיות בסיס לייצורו גם בתנאי מעבדה.
הבעיה היא שהצברים הללו אינם יציבים ונוטים להיצמד זה לזה בצורה לא מאורגנת, כך שאם רוצים להשתמש בהם כבסיס ליצירת הצורה המורכבת של האמייל יש צורך לייצבם. עד כה, כל הניסיונות לייצב את הצברים הללו לא הצליחו, אך כעת, צוות מחקר סיני מדווח כי מצא פורמולציה חדשה שהתגברה על הבעיה הזאת. החוקרים מאוניברסיטת ז'נג'יאנג (Zhejiang) הצליחו לייצר מעין ג'ל שמכיל צברי פוזנר קטנים במיוחד וטריאתילאמין (TEA) כמייצב.
כשהחוקרים מרחו את הג'ל על גביש של HAP הם מצאו כי הוא הוביל ליצירת שכבה חדשה של גביש על גבי הגביש הקיים, בעל צורה ומבנה זהים לצורה הטבעית של HAP.
האמייל הטבעי (כחול) והמתוקן (ירוק) 6, 12 ו-48 שעות לאחר מריחת הג'ל | צילום במיקרוסקופ אלקטרונים מתוך מאמר המחקר
אלפית הצורך
בהמשך, החוקרים בחנו את היכולת של הג'ל ליצור שכבת HAP על גבי שיניים אמיתיות. החוקרים השתמשו בשיני אדם שנתרמו למחקר וטיפלו בהן בחומצה כדי לדמות נזקי עששת. לאחר מכן מרחו את הג'ל על החלק הפגוע ובחנו את השן במיקרוסקופ אלקטרונים רב עוצמה. החוקרים מצאו כי כעבור 48 שעות נוצרה על האזור הפגוע בשן שכבה של אמייל חדש בעובי של 2.8 מיקרון (2.8 אלפיות המילימטר). לשכבה החדשה היה מבנה מורכב של קשקשי דג אשר אופייני ל-HAP, בדומה לאמייל טבעי. השכבה החדשה נבנתה ישירות על גבי החלק הפגוע וכמעט שלא היה אפשר להבחין במיקרוסקופ בקו הגבול שבין שכבת האמייל הישנה לחדשה. בנוסף, החוקרים מצאו כי לאמייל שנוצר באמצעות הג'ל יש חוזק וגמישות דומים לאלה של אמייל טבעי.
"האמייל שיצרנו במעבדה היה בעל מבנה ותכונות מכניות זהות לאמייל טבעי ואנו מקווים להשתמש בשיטה זו כדי לגדל מחדש אמייל בלי להשתמש בחומרי מילוי מלאכותיים", אמר ז'אומינג ליו (Liu), אחד ממובילי המחקר, בראיון לחדשות סקיי. הוא הוסיף כי כבר עכשיו הם מנסים את הג'ל על עכברים ומקווים להמשיך לניסויים קליניים בשנים הקרובות.
למרות הממצאים המעודדים, יש לזכור כי טיפול יעיל בנזקי עששת, דורש יצירת שכבה עבה לפחות פי אלף ממה שהודגם במחקר. בנוסף, יהיה צורך לפתח שיטה מהירה ליצירת שכבה כזו, ולוודא שהשימוש ב-TEA כמייצב בטוח לשימוש בבני אדם. עד שהשיטה תשופר ותהיה ישימה לבני אדם, חשוב לשמור על היגיינת הפה כדי למנוע נזק לאמייל השן ועששת.
