韩科院的研究人员使用原子力显微镜定量评估酸性和含糖饮料如何在纳米级上影响人类牙釉质。这种新方法对测量饮料引起的牙釉质侵蚀过程中随时间发生的机械和形态变化是有用的。
牙釉质是形成牙齿外部的硬白色物质。它是人体中最坚硬的物质，甚至比骨头还坚硬。它的弹性表面含有96%的矿物质，是人体组织中含量最高的，这使它耐用且抗损伤。牙釉质是保护牙齿柔软内层的屏障，但容易受到酸和糖的侵蚀。
当牙釉质过度暴露于过量的酸性和含糖的食物和饮料中时，就会发生牙釉质腐蚀。牙釉质的缺失，如果不及时处理，会导致各种牙齿状况，包括牙渍、骨折、敏感和半透明。牙釉质一旦受损，就无法修复。因此，深入研究牙釉质腐蚀是如何发生和发展的，特别是在腐蚀发生的初始阶段，对于牙齿的健康维护具有很高的科学性和临床意义。
韩科院材料科学与工程系教授Seungbum Hong领导的一个研究小组报告了一种应用原子力显微镜(AFM)技术研究早期珐琅质腐蚀的纳米级特征的新方法。这项研究发表在6月29日的《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)，其显示的分辨率为一纳米(nm)的分数量级，相当于一米的十亿分之一。AFM通过扫描样品表面上的一个小悬臂梁来生成图像，这可以精确地测量样品的结构和力学性能，如表面粗糙度和弹性模量。
这项研究的共同首席作者，潘潘李博士和郑吉欧博士选择了三种市面上很流行的饮料:可口可乐、雪碧和美汁源橙汁，并将牙釉质浸泡在这些饮料中，随着时间的推移分析它们对人类牙齿的影响，并监测牙釉质的腐蚀过程。
我们从20岁至35岁的志愿者中获得了5颗健康的臼齿。拔牙后，实验前用蒸馏水保存牙齿。饮料在浸泡实验前购买并打开，团队使用AFM测量表面形貌和弹性模量图。
研究人员发现，随着浸泡时间的增加，牙釉质表面粗糙度显著增加，而牙釉质表面弹性模量急剧下降。结果表明，在饮料中浸泡10分钟后牙釉质表面变粗5倍，浸泡5分钟后牙釉质弹性模量降低5倍。
此外，研究小组发现牙齿釉质有优先蚀刻。研究显示，刷牙太用力，或者广告上说含有抛光颗粒的牙膏可以去除牙齿生物膜，这些都会在牙釉质表面造成划痕，而牙釉质表面是蚀刻的首选部位。
洪教授说:“我们的研究显示，原子力显微镜是一种合适的技术，可以在纳米级定量地描述牙齿腐蚀的形态和力学性质的变化。”
