牙釉质坚硬但无法再生，且结构复杂，如何修复一直是仿生领域的难题。近日，我国学者牵头开展的人工牙釉质研究取得新突破，结构和性能与天然牙釉质相近的复合材料有望成为新一代牙齿修复材料。

这项研究由北京大学口腔医院邓旭亮教授团队与北京航空航天大学江雷院士、郭林教授团队及美国密歇根大学Nicholas A. Kotov教授合作，在类牙釉质复合材料的制备及性能研究方面取得了重要进展。

牙釉质是人体中最坚硬的天然生物材料，硬度仅比金刚石略低，具有出色的抗变形和抗振动损伤能力，其优越的力学强度和韧性让牙齿能够自如地切割、研磨食物。然而，牙釉质无法再生，由于其结构复杂，修复牙釉质一直是仿生领域的一项艰巨挑战，难以获得与天然釉质多级结构相同的大面积修复层，也难以复刻天然牙齿的各项性能。

据悉，该研究设计了基于“纳米结构单元的宏量合成及可控组装”的多尺度类牙釉质复合材料合成路线，实现了与牙釉质结构相近的类牙釉质复合材料的可控制备。通过复刻天然生物材料的多尺度分级结构，所设计的仿生复合材料保留了生物原型的结构复杂性，实现了高刚度、硬度、强度、粘弹性和韧性的结合，为人造牙釉质的宏观组装提供了一种新的工程设计方法和途径。

邓旭亮介绍，多级次类牙釉质复合材料的力学性能可以通过改变其组分来调控，进而制备得到性能与天然牙齿接近的复合材料。这种材料具有与天然牙釉质相近的硬度和模量，能提供牙齿咀嚼所需的硬度和强度，也能够保证不过度磨耗健康牙齿；优于天然牙釉质的粘弹性和韧性，可以保证材料耐受更大的震动和冲击力；该结构和性能与天然牙釉质相近的复合材料有望成为新一代牙齿修复材料。

该研究以《多尺度构筑人工牙釉质》为题，于2022年2月在线发表于国际知名学术期刊《科学》（Science）。