自然子问题:戴上这款黑科技牙套可以有效美白牙齿

来源：生物探索2022-08-18 1:51

牙齿发黄变黑逐渐成为很多爱美人士的困扰，也正因如此，牙齿美白发展成为一种流行的牙齿美容方法。

牙齿发黄变黑逐渐成为很多爱美人士的困扰，也正因如此，牙齿美白发展成为一种流行的牙齿美容方法。虽然牙齿漂白产品具有很高的增白效果，但牙齿漂白产品可能会引起与强有力和高浓度的氧化自由基有关的严重副作用，如牙龈刺激、矿物质流失和牙齿过敏。

为了提出有效的牙齿美白策略，近日，南京理工大学王教授研究组、北京大学口腔医学院邓教授和张副教授合作，提出了一种基于热催化效应的无损安全牙齿美白策略，该策略可以通过无处不在的口腔运动引起的温度波动来实现。上述研究成果发表在《自然通讯》杂志上，标题为《通过口腔温度流化进行皮肤美白的高温催化》。研究人员通过高温催化剂在冷却/加热循环下降解有机染料，以模拟人类口服摄入和讲话引起的自然温度波动。在口腔环境温度的微小波动下，包埋有热释电颗粒的水凝胶可响应外界刺激产生活性氧，对习惯性饮用饮料和调味剂而着色的牙齿有显著的增白作用[1]。

图1研究结果(来源：[1])

当温度波动时，热释电材料表面的屏蔽电荷被释放。利用这些温度变化引起的表面电荷作为催化剂，称为热催化效应。基于热催化美白牙齿的可行性，研究人员设计了一种牙套，结合热电材料，利用热催化美白牙齿。这种牙套通过日常口腔活动(如喝水、呼吸、说话、运动等)引起的口腔温度波动来实现高温催化。)而不使用任何其他辅助设备。它能不断产生活性自由基，进而降解牙齿表面的色斑。有色大分子团降解成无色小分子，达到牙齿美白效果。由于口腔内的温度波动远低于热释电材料的居里温度，所以这种美白牙套的使用寿命极长。

由于钛酸钡纳米线具有很强的铁电效应和优异的热电势，研究人员选择了常见的食品添加剂靛蓝胭脂红作为降解试验中的目标污染物，以评估钛酸钡的热催化性能及其作为牙齿增白剂的潜在用途。结果表明，随着热循环次数的增加，靛蓝胭脂红溶液的浓度显著降低，降解率可达98%以上。

随后，研究人员使用BaTiO3纳米线进行牙齿增白实验。将人的牙齿浸泡在红茶、红酒和蓝莓汁的混合物中一周，模拟习惯性进食导致的牙齿着色。然后将染色牙齿置于初始温度为36的BaTiO3纳米线悬浮液中，在不同温度波动下进行热催化实验。经过2000次热催化循环后，牙釉质明显变白，温度波动越大，牙齿变白效果越明显[1]。

整体来看，在热催化作用下，持续的温度循环激发了BaTiO3纳米线的热电特性，不断释放屏蔽电荷形成活性自由基，通过氧化色斑有机大分子的多个共轭双键，降解牙齿表面的色斑。

在确认高温催化可以成功美白牙齿后，研究人员开发了一种递送方法，利用光固化水凝胶作为热释电粉体的载体，制备用于制造牙套的复合凝胶。他们进一步验证了BaTiO3纳米线在复合凝胶中的热释电电催化性能，证实了医用凝胶不会干扰其热释电电催化性能。将复合凝胶置于水中，以DMPO为集热器，经过三次热循环后，证明了其热释电性

以上一系列操作证明，可以将热释电复合凝胶制成牙套，利用热释电电催化作用产生自由基，从而实现清洁牙齿上污渍的功能。

由于复合凝胶在固化前具有优异的流动性，因此可以将其成型为任何形状。这一特性使其能够制作复杂的牙套，还可以定制个性化牙齿美白的精准治疗。将染色的牙齿放入模具中，然后将复合凝胶注射到在触摸工具中完全包裹牙齿的牙釉质中。在紫外光下固化15分钟后，将牙齿放入水中，在25的温度波动下，以不同的升温速率进行2000次热循环。与初始状态相比，牙齿的凝胶涂覆部分明显变白，而非凝胶涂覆部分没有明显的颜色变化。

此外，研究人员还对复合凝胶的安全性进行了评估。扫描电镜观察并记录使用复合凝胶前后同一牙齿釉质的微观形态。研究人员指出，复合凝胶不会损害牙齿的珐琅质。同时，牙齿表面的硬度没有明显变化。这表明热电凝胶可以增白牙齿，而不会对牙釉质造成机械损伤和对牙齿造成任何功能缺陷。

综上所述，本研究证明了一种基于BaTiO3纳米线热解催化剂复合水凝胶的无损高效牙齿美白方案。如果这种复合水凝胶成功用于制备牙套，将满足众多爱美人士的牙齿美白需求。我们真的很期待这种材料的牙套什么时候上市。

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