牙齒美白用這個!Nature子刊:戴上這款黑科技牙套,可有效美白牙齒

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牙齒美白用這個!Nature子刊:戴上這款黑科技牙套,可有效美白牙齒

來源:穿搭日記 釋出時間:2022-08-18 11:30

導語:如今,大家對於美的追求非常細節,已經開始關注牙齒美白。日常生活中,我們一般通過當真刷牙保持口腔健康,但是牙膏的美白作用幾乎為零。儘管牙膏中確實含有可以讓牙齒變白的微酸化學成分,但是其含量較低,只依賴刷牙很難達到美白的效果。最近,來自南京理工大學的研究團隊發現,戴上這樣一款水凝膠牙套,或許可以實現牙齒美白

牙齒髮黃、發黑已經逐漸成為諸多愛美人士的困擾,也正因如此,牙齒美白已經發展成為一種比較受歡迎的牙科美容方式。儘管牙齒漂白產品具有高效的美白效果,但牙齒漂白產品可能會導致與強效和高濃度氧化自由基相關的嚴峻副作用,好比牙齦刺激、礦物質流失以及牙齒過敏等情況。

為提出有效美白牙齒的策略,近日,來自南京理工大學的汪堯進教授課題組和北京大學口腔學院的鄧旭亮教授、張學惠副研究員團隊合作,提出了一種基於熱催化效應的非破壞性和安全的牙齒美白策略,這種牙齒美白策略可以透過無處不在的口腔運動引起的溫度波動來實現。上述研究成果以“Pyro-catalysis for tooth whitening via oral temperature fluctuation”為題,發表在Nature Communications上。研究職員在冷卻/加熱輪迴下透過高溫催化劑降解有機染料,以模擬人體口腔攝入和說話引起的天然溫度波動。在很小的口腔環境溫度波動下,嵌入熱釋電粒子的水凝膠可以響應外部刺激產生活性氧,明顯增白因習慣性飲用飲料和調味劑而被染色的牙齒[1]。

圖1 研究成果(圖源:[1])

當溫度波動發生時,熱釋電材料表面的遮蔽電荷被開釋,利用這些溫度變化所引起的表面電荷作為催化劑被稱為熱催化效應。基於熱催化效應美白牙齒的可行性,研究職員設計出了一種牙套,它結合了一種熱電材料,該材料使用熱催化來美白牙齒。這種牙套可以透過日常口腔流動(好比喝酒、呼吸、說話、鍛鍊等)引起的口腔溫度波動來實現高溫催化,而無需使用任何其他輔助裝置,其可以源源不斷地天生活性自由基,進而降解牙齒表面的汙漬,有色大分子基團降解為小的無色分子實現牙齒增白效果。因為口腔中的溫度波動遠遠低於熱釋電材料的居里溫度,所以這種美白牙套的使用壽命極長。

圖2 用於牙齒美白的熱催化過程(圖源:[1])

因為BaTiO3奈米線具有極強的鐵電效應和精彩的熱釋電勢,研究職員選擇了常見的食物新增劑靛藍胭脂紅作為降解試驗的目標汙染物,對BaTiO3的熱催化機能以及其作為牙齒美白劑的潛伏用途進行評估。研究發現,靛藍胭脂紅溶液的濃度跟著熱迴圈次數的增加明顯降低,降解率可以達到98%以上

隨後,研究職員使用BaTiO3奈米線進行牙齒美白實驗。將人的牙齒浸泡在紅茶、紅酒和藍莓汁的混合物中一週,以模擬習慣性食品攝入引起的牙齒染色,然後將已染色的牙齒置於初始溫度為36℃的BaTiO3奈米線懸浮液中,並在不同的溫度波動下進行熱催化實驗。在經由2000次熱催化輪迴後,牙釉質顯著變白,且溫度波動越大,牙齒美白效果越顯著[1]。

圖3 基於高溫催化效應的牙齒美白演示(圖源:[1])

整體上來說,在熱催化作用下,連續的溫度輪迴激發BaTiO3奈米線的熱電效能,不斷開釋遮蔽電荷形成活性自由基,這些自由基物質透過氧化汙漬的大有機分子的多個共軛雙鍵來降解牙齒表面的汙漬

在證明高溫催化可成功美白牙齒後,研究職員開發了一種遞送方法,將光固化水凝膠用來做熱釋電粉末的載體,以製備複合凝膠,用於製造牙套。他們進一步驗證了BaTiO3奈米線在複合凝膠中的熱釋電催化機能,證明醫用凝膠並不會干擾其熱釋電催化機能。在將複合凝膠置於以DMPO 為捕集劑的水中進行三個熱迴圈之後,證明了熱釋電覆合凝膠具備優異的產生自由基的能力。

以上一系列操縱證明了可以將熱釋電覆合凝膠製備成牙套,利用熱釋電催化效應產生自由基,進而實現對牙齒上汙漬的清除功能。

因為固化前具備優異的流動性使複合凝膠可以成型為任何外形,這一特性使其具備製備成複雜牙套的能力,也可以定製單個牙齒美白的精確治療。將染色的牙齒放在模具中,然後將複合凝膠注入摸具完全包裹住牙齒的牙釉質,在紫外光下固化15分鐘後,將牙齒放進水中並在25℃的溫度波動下以不同的加熱速率進行2000次熱迴圈。與初始狀態比擬,牙齒的凝膠塗層部門顯著變白,而非凝膠塗層部門則沒有顯著顏色變化。

此外,研究職員還評估了複合凝膠的安全性。透過掃描電子顯微鏡觀察並記實統一牙齒在使用複合凝膠前後牙釉質的微觀形態,研究職員表示覆合凝膠並沒有對牙齒的牙釉質造成損傷。同時,牙齒表面的硬度也沒有發生明顯變化。這說明熱釋電凝膠在美白牙齒的同時不會對牙釉質造成機械損傷,也不會對牙齒造成任何功能缺陷。

綜上,這項研究證實了一種基於BaTiO3奈米線熱解催化劑複合水凝膠的非破壞性、高效的牙齒美白方案。假如這種複合水凝膠成功用於製備牙套,就會滿意許多愛美人士的牙齒美白需求。對於這種材料製備的牙套何時上市,我們著實有點期待。

撰文|木子久

排版|木子久

End

參考資料:

[1]Wang Y, Wang S, Meng Y, et al. Pyro-catalysis for tooth whitening via oral temperature fluctuation. Nat Commun. 2022 Jul 29;13(1):4419. doi: 10.1038/s41467-022-32132-3. PMID: 35906221; PMCID: PMC9338087.

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導語:如今,大家對於美的追求非常細節,已經開始關注牙齒美白。日常生活中,我們一般通過當真刷牙保持口腔健康,但是牙膏的美白作用幾乎為零。儘管牙膏中確實含有可以讓牙齒變白的微酸化學成分,但是其含量較低,只依賴刷牙很難達到美白的效果。最近,來自南京理工大學的研究團隊發現,戴上這樣一款水凝膠牙套,或許可以實現牙齒美白

牙齒髮黃、發黑已經逐漸成為諸多愛美人士的困擾,也正因如此,牙齒美白已經發展成為一種比較受歡迎的牙科美容方式。儘管牙齒漂白產品具有高效的美白效果,但牙齒漂白產品可能會導致與強效和高濃度氧化自由基相關的嚴峻副作用,好比牙齦刺激、礦物質流失以及牙齒過敏等情況。

為提出有效美白牙齒的策略,近日,來自南京理工大學的汪堯進教授課題組和北京大學口腔學院的鄧旭亮教授、張學惠副研究員團隊合作,提出了一種基於熱催化效應的非破壞性和安全的牙齒美白策略,這種牙齒美白策略可以透過無處不在的口腔運動引起的溫度波動來實現。上述研究成果以“Pyro-catalysis for tooth whitening via oral temperature fluctuation”為題,發表在Nature Communications上。研究職員在冷卻/加熱輪迴下透過高溫催化劑降解有機染料,以模擬人體口腔攝入和說話引起的天然溫度波動。在很小的口腔環境溫度波動下,嵌入熱釋電粒子的水凝膠可以響應外部刺激產生活性氧,明顯增白因習慣性飲用飲料和調味劑而被染色的牙齒[1]。

圖1 研究成果(圖源:[1])

當溫度波動發生時,熱釋電材料表面的遮蔽電荷被開釋,利用這些溫度變化所引起的表面電荷作為催化劑被稱為熱催化效應。基於熱催化效應美白牙齒的可行性,研究職員設計出了一種牙套,它結合了一種熱電材料,該材料使用熱催化來美白牙齒。這種牙套可以透過日常口腔流動(好比喝酒、呼吸、說話、鍛鍊等)引起的口腔溫度波動來實現高溫催化,而無需使用任何其他輔助裝置,其可以源源不斷地天生活性自由基,進而降解牙齒表面的汙漬,有色大分子基團降解為小的無色分子實現牙齒增白效果。因為口腔中的溫度波動遠遠低於熱釋電材料的居里溫度,所以這種美白牙套的使用壽命極長。

導語:如今,大家對於美的追求非常細節,已經開始關注牙齒美白。日常生活中,我們一般通過當真刷牙保持口腔健康,但是牙膏的美白作用幾乎為零。儘管牙膏中確實含有可以讓牙齒變白的微酸化學成分,但是其含量較低,只依賴刷牙很難達到美白的效果。最近,來自南京理工大學的研究團隊發現,戴上這樣一款水凝膠牙套,或許可以實現牙齒美白

牙齒髮黃、發黑已經逐漸成為諸多愛美人士的困擾,也正因如此,牙齒美白已經發展成為一種比較受歡迎的牙科美容方式。儘管牙齒漂白產品具有高效的美白效果,但牙齒漂白產品可能會導致與強效和高濃度氧化自由基相關的嚴峻副作用,好比牙齦刺激、礦物質流失以及牙齒過敏等情況。

為提出有效美白牙齒的策略,近日,來自南京理工大學的汪堯進教授課題組和北京大學口腔學院的鄧旭亮教授、張學惠副研究員團隊合作,提出了一種基於熱催化效應的非破壞性和安全的牙齒美白策略,這種牙齒美白策略可以透過無處不在的口腔運動引起的溫度波動來實現。上述研究成果以“Pyro-catalysis for tooth whitening via oral temperature fluctuation”為題,發表在Nature Communications上。研究職員在冷卻/加熱輪迴下透過高溫催化劑降解有機染料,以模擬人體口腔攝入和說話引起的天然溫度波動。在很小的口腔環境溫度波動下,嵌入熱釋電粒子的水凝膠可以響應外部刺激產生活性氧,明顯增白因習慣性飲用飲料和調味劑而被染色的牙齒[1]。

圖1 研究成果(圖源:[1])

當溫度波動發生時,熱釋電材料表面的遮蔽電荷被開釋,利用這些溫度變化所引起的表面電荷作為催化劑被稱為熱催化效應。基於熱催化效應美白牙齒的可行性,研究職員設計出了一種牙套,它結合了一種熱電材料,該材料使用熱催化來美白牙齒。這種牙套可以透過日常口腔流動(好比喝酒、呼吸、說話、鍛鍊等)引起的口腔溫度波動來實現高溫催化,而無需使用任何其他輔助裝置,其可以源源不斷地天生活性自由基,進而降解牙齒表面的汙漬,有色大分子基團降解為小的無色分子實現牙齒增白效果。因為口腔中的溫度波動遠遠低於熱釋電材料的居里溫度,所以這種美白牙套的使用壽命極長。

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