鄧旭亮

口腔疾病不僅嚴(yán)重危害咀嚼、語(yǔ)言功能及容貌，還顯著影響患者的全身健康?？谇活I(lǐng)域目前存在著“補(bǔ)牙反復(fù)掉、堵牙難止疼、種牙骨不足”等難題。北京大學(xué)口腔醫(yī)院鄧旭亮教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)面向國(guó)家重大需求和人民口腔健康，以“口腔硬組織修復(fù)材料研發(fā)和臨床關(guān)鍵技術(shù)”為攻堅(jiān)方向，歷經(jīng)二十余載深耕，終以突破性成果斬獲2024年中華醫(yī)學(xué)科技獎(jiǎng)醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。本刊特邀鄧旭亮教授講述項(xiàng)目背后的故事。

▋直面現(xiàn)實(shí)困境：傳統(tǒng)模式無(wú)法解決“看牙難”

談及項(xiàng)目初衷，鄧旭亮教授坦言，“傳統(tǒng)的口腔醫(yī)療資源培養(yǎng)與分配模式，已無(wú)法滿足我國(guó)龐大人口的迫切診療需求?！彼M(jìn)一步解釋?zhuān)鞣匠墒斓目谇会t(yī)療體系建立在充足的資源供給之上，而我國(guó)人口基數(shù)大、區(qū)域差異顯著，依賴(lài)現(xiàn)有模式難以解決“看牙難”問(wèn)題。若要從根本上改善現(xiàn)狀，必須以科技創(chuàng)新為突破口——通過(guò)研發(fā)高性能材料來(lái)加強(qiáng)疾病預(yù)防效果、延長(zhǎng)材料使用壽命，從而減少患者就診頻次，緩解醫(yī)療資源的緊張局面。

▋突破補(bǔ)牙難題：從微觀探索到材料革新

補(bǔ)牙材料反復(fù)脫落是長(zhǎng)期困擾患者和醫(yī)生的難題。傳統(tǒng)補(bǔ)牙材料與天然牙的力學(xué)性能存在差異。以樹(shù)脂材料為例，其彈性模量和強(qiáng)度遠(yuǎn)低于牙齒組織，在日常咀嚼力的沖擊下，補(bǔ)牙材料與牙齒的界面極易出現(xiàn)破損、脫粘的情況。鄧旭亮教授表示，由于過(guò)往對(duì)牙齒微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)知不足，通常采用有機(jī)材料與無(wú)機(jī)材料復(fù)合的方法，通過(guò)在有機(jī)基質(zhì)中填充無(wú)機(jī)填料來(lái)提升補(bǔ)牙樹(shù)脂的性能，然而當(dāng)填料添加量達(dá)到80%左右時(shí)，牙齒的承載能力接近極限，且填料在有機(jī)基質(zhì)中無(wú)法均勻分散，反而導(dǎo)致材料性能不升反降，無(wú)法達(dá)到天然牙的力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。

為攻克這一難題，鄧旭亮教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)運(yùn)用先進(jìn)的顯微技術(shù)和分析手段，對(duì)牙齒微觀結(jié)構(gòu)展開(kāi)了深入研究。歷經(jīng)大量的觀察與分析，團(tuán)隊(duì)終于發(fā)現(xiàn)，牙齒并非簡(jiǎn)單的混合體，而是晶體和非晶體的間質(zhì)之間的相互組裝關(guān)系，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)正是牙齒具備優(yōu)異力學(xué)性能的關(guān)鍵所在。明確方向后，鄧旭亮教授與北京航空航天大學(xué)郭林教授展開(kāi)合作，利用前沿的化學(xué)方法，嘗試復(fù)制牙齒的微觀結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)數(shù)百次的試驗(yàn)與改進(jìn)，他們終于成功制備出與天然牙的牙釉質(zhì)在形態(tài)和力學(xué)性能上高度相似的牙科材料。鄧旭亮教授介紹，研制的材料與天然牙的界面適配性極佳，大大減少了牙齒分離、裂縫和折斷的風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)臨床驗(yàn)證，補(bǔ)牙材料的使用壽命顯著延長(zhǎng)，有效解決了患者“補(bǔ)牙反復(fù)掉”的困擾。

▋顛覆百年認(rèn)知：破解牙齒敏感疼痛的創(chuàng)新之路

許多患者都有牙齒敏感的癥狀，冰水、熱飲，甚至是甜食都可能引發(fā)牙齒刺痛，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量。傳統(tǒng)基于流體力學(xué)理論的治療是通過(guò)在牙齒表面涂抹或沉積物質(zhì)的方法來(lái)隔絕外界刺激，從而緩解疼痛。但由于牙本質(zhì)小管內(nèi)液體壓力的存在，以及日常刷牙等外力作用，治療材料很容易脫落，導(dǎo)致止痛效果短暫。為了找到更有效的治療方法，團(tuán)隊(duì)將研究重點(diǎn)聚焦在牙本質(zhì)小管的微觀結(jié)構(gòu)上。研究發(fā)現(xiàn)，牙本質(zhì)小管內(nèi)充滿了細(xì)胞外基質(zhì)，基質(zhì)形成了特殊的孔隙和管道結(jié)構(gòu)，且兩側(cè)存在明顯電勢(shì)差?；谶@一發(fā)現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)通過(guò)理論模擬和大量實(shí)驗(yàn)，揭示了發(fā)生牙齒疼痛的相關(guān)機(jī)制：外界刺激引發(fā)離子在牙本質(zhì)小管內(nèi)定向遷移，形成離子電流，進(jìn)而刺激牙髓神經(jīng)產(chǎn)生疼痛。這一成果為牙齒敏感治療開(kāi)辟了新的方向。

在全新理論的指導(dǎo)下，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和篩選，成功發(fā)明了聚陽(yáng)離子水凝膠材料。這種材料帶有正電荷，能夠與帶負(fù)電荷的牙本質(zhì)小管相互吸引，滲入其中阻斷離子電流的形成，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效緩解牙齒疼痛的效果。臨床應(yīng)用顯示，該材料的止痛效果持續(xù)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)半年以上，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)治療方法，為廣大牙齒敏感患者帶來(lái)了福音。

▋創(chuàng)新成果落地生根：從實(shí)驗(yàn)室到臨床實(shí)踐

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)持科研成果轉(zhuǎn)化，讓創(chuàng)新技術(shù)真正服務(wù)患者。鄧旭亮教授表示，在口腔修復(fù)領(lǐng)域，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的顯微增強(qiáng)樹(shù)脂材料已取得了產(chǎn)品注冊(cè)證，并結(jié)合樹(shù)脂加工技術(shù)優(yōu)化了材料的臨床操作性，目前已廣泛應(yīng)用于臨床，顯著提升了治療效果。在齲病預(yù)防領(lǐng)域，基于晶體和非晶體自組裝技術(shù)的新型材料，有望在齲病預(yù)防領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，其原位生長(zhǎng)形成的類(lèi)牙釉質(zhì)材料，相比傳統(tǒng)窩溝封閉材料，粘接強(qiáng)度更高、預(yù)防效果更持久，將為兒童口腔健康提供有力保障。在治療領(lǐng)域，聚陽(yáng)離子水凝膠材料已獲得第二類(lèi)醫(yī)療器械注冊(cè)證，臨床治療牙齒敏感效果顯著。

▋砥礪深耕守初心，創(chuàng)新不止向未來(lái)

回顧科研歷程，鄧旭亮教授感慨：“科研道路充滿艱辛，團(tuán)隊(duì)在研究過(guò)程中面臨諸多挑戰(zhàn)?！睂?shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性、理論驗(yàn)證的漫長(zhǎng)周期，有時(shí)會(huì)使團(tuán)隊(duì)成員士氣受挫，但他鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)要“沉住氣”。這種“板凳甘坐十年冷”的堅(jiān)守，正是鄧旭亮教授對(duì)科研精神最生動(dòng)的詮釋。

展望未來(lái)，鄧旭亮教授認(rèn)為牙材料的進(jìn)步需要漫長(zhǎng)的過(guò)程，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃研發(fā)兼具阻斷外界刺激和防止牙齒磨耗功能的新型材料，在牙本質(zhì)表面形成類(lèi)牙釉質(zhì)層，為牙齒提供全方位保護(hù)。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，將進(jìn)一步提升口腔修復(fù)和口腔疾病預(yù)防的水平，為患者帶來(lái)更多福祉。

鄧旭亮教授對(duì)青年醫(yī)生滿懷期許，并分享了三點(diǎn)感悟：一是，興趣與情懷是科研道路的動(dòng)力源泉，青年應(yīng)志存高遠(yuǎn)，明確職業(yè)目標(biāo)，以堅(jiān)定信念應(yīng)對(duì)早期的大量付出。二是，開(kāi)放交流至關(guān)重要，要通過(guò)思想碰撞激發(fā)創(chuàng)新靈感。三是，勤奮是實(shí)現(xiàn)科研理想的必備品質(zhì)，唯有將想法付諸實(shí)踐，才能推動(dòng)科研不斷進(jìn)步。