酸性和含糖饮料如何影响人体牙釉质？

KAIST的研究人员使用原子力显微镜在纳米水平上定量评估酸性和含糖饮料如何影响人类牙釉质。这种新方法可用于测量饮料引起的釉质腐蚀随时间的力学和形态学变化。

珐琅质是一种坚硬的白色物质，形成牙齿的外部。它是人体内最坚硬的物质，甚至比骨头还要坚固。它的弹性表面是96%的矿物质，是所有人体组织中最高的，这使得它经久耐用，抗破坏。瓷釉可以作为屏障保护牙齿柔软的内层，但容易被酸和糖降解。

当牙齿珐琅质被酸性和含糖的食物和饮料过度消耗时，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，包括色斑、骨折、敏感和半透明。牙釉质一旦受损，就无法恢复原状。因此，深入研究釉质侵蚀是如何开始和发展的，尤其是在初期阶段，对于维护牙齿健康具有重要的科学和临床意义。

KAIST材料科学与工程系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)研究早期釉质侵蚀纳米尺度表征的新方法。这项研究发表在6月29日的期刊《生物医学材料力学行为》 (JMBBM)上。

AFM是一种分辨率非常高的扫描探针显微镜(SPM)，其分辨率约为十亿分之一米纳米(nm)。AFM扫描样品表面的小悬臂，生成图像，可以精确测量样品的结构和机械性能，如表面粗糙度和弹性模量。

该研究的联合负责人李盼盼博士和吴钟吉克博士选择了三种受欢迎的饮料，可口可乐、雪碧和美汁源橙汁，随着时间的推移将牙釉质浸入这些饮料中，以分析它们对人类牙齿的影响，并监控牙釉质的蚀刻过程。

五颗健康人的臼齿取自年龄在20到35岁之间的志愿者，他们都去过KAIST诊所。拔牙后，实验前将牙齿保存在蒸馏水中。浸泡实验前，购买并打开饮料，团队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，随着浸泡时间的增加，牙釉质的表面粗糙度显著增加，而牙釉质表面的弹性模量急剧下降。已经证明，当它在饮料中浸泡10分钟时，牙釉质表面的粗糙度增加5倍，在饮料中浸泡5分钟后，牙釉质的弹性模量降低5倍。

此外，研究小组还在刮伤的牙釉质中发现了优先蚀刻。有研究表明，用力刷牙，用抛光颗粒去除牙膏的牙膏可能会腐蚀牙釉质表面，这可能是酸蚀的优先部分。

洪教授说：“我们的研究表明，原子力显微镜是一种在纳米水平上定量表征牙齿腐蚀形貌和力学性能变化的合适技术。”

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