«Зубна паста, виготовлена з... волосся?» Кератин створює на зубах захисний шар, схожий на емаль, і відновлює ранні пошкодження.

Вчені з Королівського коледжу Лондона довели, що кератин, білок, з якого складаються волосся, шкіра та вовна, може служити «каркасом» для мінералізації емалі, подібної до природної. Коли така кератинова плівка контактує з мінералами слини, на поверхні зуба утворюється впорядкований шар, подібний до емалі, який відновлює зовнішній вигляд і твердість ранньо пошкодженої емалі (наприклад, білі плями) та зменшує чутливість. Автори вже обговорюють два формати: щоденну пасту та професійний гель, сировиною для якого служить кератин з «біологічних відходів» (волосся/вовна).

Передісторія

Які вже доступні клінічні/офісні альтернативи для ранніх дефектів:

1. Фториди, CPP-ACP (кайзин фосфопептид + аморфний фосфат кальцію) – підвищують насичення слини іонами та допомагають ремінералізувати білі плями, але ефект залежить від дотримання режиму лікування та є непостійним у різних дослідженнях.
2. Біоактивне скло (NovaMin) та нано-гідроксиапатит популярні, але для деяких формул клінічних доказів менше, ніж для фторидів; результати часто отримують in vitro.
3. Самоорганізуючі пептиди (P11-4) утворюють фібрилярну матрицю зерна в емалі; існують рандомізовані та клінічні докази ремінералізації ранніх уражень та посилення ефекту фтору.
4. Інфільтрація смолою (Icon) – мікроінвазивно «заповнює» пористий шар і стабілізує білі плями, але це полімерне пломбування, а не справжня мінералізація.

• Чому емаль потрібно «відновлювати ззовні». Зубна емаль майже на 96% складається з гідроксиапатиту, і після прорізування вона не може самостійно відновитися: будівельні клітини (амелобласти) втрачаються, тому класичні пломби лише покривають дефект, але не відновлюють природну структуру. Звідси й інтерес до матеріалів, які запускають мінералізацію на поверхні завдяки іонам слини, тобто діють «як природа».
• Що таке біоміметична ремінералізація? Це підходи, коли матеріал служить шаблоном/каркасом для відкладення кальцію та фосфату в емалеподібну решітку. В останні роки були випробувані органічні та неорганічні платформи: від наноматеріалів та пептидів до емалевих матриксних «протезів». Ідея полягає не просто в тому, щоб «запечатати» пори, а в тому, щоб створити впорядкований мінерал, близький за оптикою та механікою до емалі.
• Де тут знаходиться кератин (волосся/шерсть) і що нового? У своїй новій роботі команда з Королівського коледжу Лондона показала, що тонка кератинова плівка добре прилипає до емалі та зв'язує іони зі слини, запускаючи ріст упорядкованого шару, подібного до емалі. На модельних «білих плямах» покриття відновлювало оптику та твердість – по суті, діючи як біошаблон, а не косметичний лак. Плюс – екологічно чиста сировина: кератин з «біотходів» (волосся/шерсть).
• Чому це має сенс з точки зору матеріалознавства. Кератин – це білок з багатою поверхневою хімією; у тканинній інженерії він вже мінералізований (для регенерації кісток) та використовується як дешевий, доступний носій. Перенесення його в стоматологію дає можливість поєднати адгезію до емалі та самоорганізацію мінералу в ротовій порожнині (слина як постійне джерело іонів).
• Як кератиновий підхід порівнюється з його «конкурентами»? На відміну від смол та інфільтратів, кератин не герметизується полімером, а нарощує мінерал; на відміну від простих «іонних» паст (фторид, нано-ГА), він забезпечує організуючу матрицю. По суті, він ближчий до пептидних матриць (P11-4), але потенційно дешевший та технологічно простіший. Галузь загалом рухається до самоорганізуючихся та матричних систем (див. огляди ремінералізації «наступного покоління»).
• Обмеження, які слід пам’ятати: результати поки що отримані in vitro/моделями; пероральні випробування (знос пензля, кислоти/луги, мікробіота, стійкість кольору), стандартизація джерел кератину та регуляторні питання ще попереду. Перехід до рутинних паст/гелів – лише за умови підтвердження довговічності та безпеки клінічними випробуваннями.
• Загальна картина. Біомімічна ремінералізація – це справжній «наступний крок» між профілактикою та свердлінням: шаблон + іони слини → емалеподібний шар. Кератин – ще один кандидат у цій лінійці, який, за умови клінічного успіху, може доповнити арсенал методів лікування ранніх уражень та чутливості.

Як це працює

Емаль – це надтверда тканина, яка не загоюється самостійно. Ідея команди: надати зубу біоміметичний «шаблон». Кератин – це гнучкий, «невпорядкований» білок, він добре прилипає до емалі та зв’язує кальцій і фосфат. Вони нанесли тонку плівку кератину – а потім слина робить решту: іони поступово осідають на плівці, шикуються в кристалічну решітку, подібну до природної емалі, утворюючи щільний захисний шар. Це не смоляна пломба, а мінералізоване покриття, споріднене з природною тканиною.

Що саме вони зробили?

• Дослідники виділили кератин з вовни/волосся та нанесли його на поверхню зубів у лабораторній моделі раннього руйнування емалі (білі плями).
• У присутності мінералів слини кератинова плівка мінералізувалася: утворювався високоорганізований «емалеподібний» шар.
• На основі результатів оцінок автори повідомляють про відновлення оптичних (зовнішній вигляд «здорової» емалі) та механічних властивостей (твердість, стійкість до кислоти) ранніх дефектів.

Чому це важливо?

• Ранні каріозні ураження (білі матові плями, чутливість) – це величезний пласт стоматології. Зараз ми в основному уповільнюємо процес за допомогою фторидів/інфільтраторів на основі смол. Кератиновий підхід пропонує саме реструктуризацію мінералу за підтримки слини – більш «біологічний» сценарій.
• Стабільність кольору та естетика. Емалеподібний шар оптично ближчий до натуральної тканини, ніж пластикові смоли; це особливо цінно у «видимих» ділянках.
• Екологічність та доступність. Кератин можна отримати з волосся/вовни – по суті, з біовідходів, що зменшує залежність від пластмас та хімічних смол.

Що це означає для життя (якщо технологія досягне стоматологічного крісла)

• Домашній формат: звичайна паста з кератином, яка під сильним потоком слини поступово нарощує захисний шар і запечатує відкриті дентинні канальці (менше «стріляє» від холоду).
• Формат для офісного використання: гелеве покриття «як лак для нігтів» – для прискореного/цілеспрямованого відновлення білих плям та чутливих ділянок. За словами авторів, у партнерстві з галуззю, продукти можуть з’явитися через 2-3 роки (це плани, а не гарантія).

Чим нове покриття відрізняється від «класичного»?

• Він не маскує, а мінералізує. На відміну від композитів та інфільтратів смол, кератинова платформа ініціює мінералізацію, а не просто заповнює дефект полімером.
• Працює разом зі слиною. Те, що зазвичай перешкоджає адгезії (волога), тут допомагає – джерело іонів для росту.
• Потенційно більш міцний. Емалеподібний шар має краще протистояти кислотним атакам, ніж органічні смоли. (Клінічні випробування це точно покажуть.)

Обмеження

• Поки що це лабораторія. Йдеться про випробування in vitro/модельні випробування. У клініці шар піддається впливу щіток, їжі, кислотно-лужних циклів та мікробіоти — нам потрібно перевірити довговічність та безпеку для людей.
• Джерела сировини. Кератин може бути тваринного/людського походження – питання стандартизації, алергії, етики та регулювання ще попереду.
• Не «чарівна пігулка». Середній та глибокий карієс, відколи, тріщини все ще потребують пломб/вкладок та звернення до стоматолога. Кератиновий підхід спрямований на раннє виявлення уражень та їх профілактику.

Що далі?

Команда вже впроваджує цю технологію на практиці (формули, стабільність, «режими застосування», пілотні випробування). Якщо клінічні дані підтвердять лабораторні, стоматологи матимуть новий клас покриттів — біошаблони, які вирощують власну «емаль» з того, що вже є в наших ротах — слини.

Джерело: Gamea S. et al. Біомімічна мінералізація кератинових каркасів для регенерації емалі. Advanced Healthcare Materials, 2025. DOI: 10.1002/adhm.202502465