„Pasta do zębów z... włosów?” Keratyna tworzy na zębach warstwę przypominającą szkliwo i naprawia wczesne uszkodzenia

Naukowcy z King's College London wykazali, że keratyna, białko z którego zbudowane są włosy, skóra i wełna, może stanowić „szkielet” dla naturalnej mineralizacji szkliwa. Kiedy taka warstwa keratyny styka się z minerałami zawartymi w ślinie, na powierzchni zębów tworzy się uporządkowana, przypominająca szkliwo warstwa, która przywraca wygląd i twardość wcześnie uszkodzonemu szkliwie (na przykład białym plamom) oraz zmniejsza nadwrażliwość. Autorzy rozważają już dwa formaty: pastę do codziennego stosowania i profesjonalny żel, w których keratyna z „bioodpadów” (włosów/wełny) będzie stanowić surowiec.

Tło

Jakie są już dostępne alternatywy kliniczne/gabinetowe w przypadku wczesnych defektów:

1. Fluorki, CPP-ACP (fosfopeptyd kajzyny + amorficzny fosforan wapnia) - zwiększają nasycenie jonami śliny i pomagają remineralizować białe plamy, ale efekt ten zależy od stosowania się do zaleceń i jest niespójny pomiędzy badaniami.
2. Popularne są szkła bioaktywne (NovaMin) i nano-hydroksyapatyt, ale w przypadku niektórych formuł istnieje mniej dowodów klinicznych niż w przypadku fluorków; wyniki są często uzyskiwane in vitro.
3. Samoskładające się peptydy (P11-4) tworzą fibrylarną macierz nasienną w szkliwie; istnieją randomizowane i kliniczne dowody na remineralizację wczesnych zmian chorobowych i wzmocnienie działania fluoru.
4. Infiltracja żywicą (Ikona) - mikroinwazyjnie „wypełnia” warstwę porowatą i stabilizuje białe plamy, jest to jednak wypełnienie polimerowe, a nie prawdziwa mineralizacja.

• Dlaczego szkliwo wymaga „naprawy od zewnątrz”. Szkliwo zębów składa się w prawie 96% z hydroksyapatytu i po wyrżnięciu nie jest w stanie samoistnie się zregenerować: komórki budulcowe (ameloblasty) zanikają, dlatego klasyczne wypełnienia jedynie pokrywają ubytek, ale nie przywracają naturalnej struktury. Stąd zainteresowanie materiałami, które pod wpływem jonów śliny wywołują mineralizację na powierzchni – czyli działają „jak natura”.
• Czym jest remineralizacja biomimetyczna? Są to metody, w których materiał służy jako szablon/rusztowanie do osadzania wapnia i fosforanów w strukturze przypominającej szkliwo. W ostatnich latach testowano platformy organiczne i nieorganiczne: od nanomateriałów i peptydów po „protezy” macierzy szkliwa. Chodzi nie tylko o „uszczelnienie” porów, ale o zbudowanie uporządkowanego minerału, który pod względem optycznym i mechanicznym jest zbliżony do szkliwa.
• Gdzie tu jest keratyna (włosy/wełna) i co w tym nowego? W swojej nowej pracy zespół z King's College London wykazał, że cienka warstwa keratyny dobrze przylega do szkliwa i wiąże jony ze śliny, stymulując wzrost uporządkowanej warstwy przypominającej szkliwo. Na modelu „białych plam” powłoka przywróciła optykę i twardość – działając zasadniczo jak bioszablon, a nie lakier kosmetyczny. Dodatkowo – zrównoważone surowce: keratyna z „bioodpadów” (włosy/wełna).
• Dlaczego ma to sens z perspektywy materiałoznawstwa? Keratyna to białko o bogatej chemii powierzchni; w inżynierii tkankowej została już zmineralizowana (w celu regeneracji kości) i wykorzystana jako tani i łatwo dostępny nośnik. Jej zastosowanie w stomatologii daje szansę na połączenie adhezji do szkliwa i samoorganizacji minerału w jamie ustnej (ślina jako stałe źródło jonów).
• Jak podejście keratynowe wypada na tle „konkurencji”? W przeciwieństwie do żywic i infiltrantów, keratyna nie uszczelnia polimerem, lecz buduje minerał; w przeciwieństwie do prostych past „jonowych” (fluorek, nano-HA), tworzy matrycę organizującą. W istocie jest bliższa matrycom peptydowym (P11-4), ale potencjalnie tańsza i prostsza technologicznie. Cała dziedzina zmierza w kierunku systemów samoorganizujących się i matrycowych (patrz recenzje dotyczące remineralizacji „nowej generacji”).
• Ograniczenia, o których należy pamiętać: Wyniki pochodzą jak dotąd z badań in vitro/modeli; testy w jamie ustnej (zużycie szczoteczki, kwasy/zasady, mikrobiom, trwałość koloru), standaryzacja źródeł keratyny oraz kwestie regulacyjne są w toku. Do rutynowych past/żeli – tylko jeśli badania kliniczne potwierdzą trwałość i bezpieczeństwo.
• Szerszy obraz. Remineralizacja biomimetyczna to prawdziwy „następny krok” między profilaktyką a borowaniem: szablon + jony śliny → warstwa przypominająca szkliwo. Keratyna to kolejny kandydat w tej linii, który, jeśli okaże się klinicznie skuteczny, może uzupełnić arsenał metod leczenia wczesnych zmian i nadwrażliwości.

Jak to działa

Szkliwo to niezwykle twarda tkanka, która nie goi się samoistnie. Pomysł zespołu polega na nadaniu zębowi biomimetycznego „szablonu”. Keratyna to elastyczne, „nieuporządkowane” białko, które dobrze przylega do szkliwa i wiąże wapń i fosforany. Nałożyli cienką warstwę keratyny – a ślina robi resztę: jony stopniowo osadzają się na warstwie, tworząc sieć krystaliczną podobną do naturalnego szkliwa, tworząc gęstą warstwę ochronną. To nie jest wypełnienie żywiczne, lecz zmineralizowana powłoka, będąca pochodną naturalnej tkanki.

Co dokładnie zrobili?

• Naukowcy wyizolowali keratynę z wełny/włosów i nałożyli ją na powierzchnię zębów w laboratoryjnym modelu wczesnego zniszczenia szkliwa (białe plamy).
• W obecności minerałów ślinowych warstwa keratynowa uległa mineralizacji: utworzyła się wysoce zorganizowana warstwa przypominająca szkliwo.
• Na podstawie wyników ocen autorzy przedstawiają przywrócenie właściwości optycznych (wygląd „zdrowego” szkliwa) i mechanicznych (twardość, odporność na kwasy) wczesnych ubytków.

Dlaczego to jest ważne?

• Wczesne zmiany próchnicowe (białe matowe plamy, nadwrażliwość) stanowią istotny problem stomatologiczny. Obecnie spowalniamy ten proces głównie za pomocą infiltratorów fluorkowych/żywicznych. Podejście keratynowe oferuje właśnie restrukturyzację minerału przy wsparciu śliny – bardziej „biologiczny” scenariusz.
• Stabilność koloru i estetyka. Warstwa przypominająca szkliwo jest optycznie bliższa naturalnej tkance niż żywice syntetyczne; jest to szczególnie cenne w obszarach „widocznych”.
• Ekologia i dostępność. Keratynę można uzyskać z włosów/wełny – głównie z bioodpadów, co zmniejsza zależność od tworzyw sztucznych i żywic chemicznych.

Co to oznacza dla życia (jeśli technologia dotrze na fotel dentystyczny)

• Format domowy: zwykła pasta z keratyną, która pod wpływem strumienia śliny stopniowo tworzy warstwę ochronną i uszczelnia otwarte kanaliki zębinowe (mniej „strzelania” od zimna).
• Format gabinetowy: żel „jak lakier do paznokci” – do przyspieszonej/ukierunkowanej naprawy białych plam i wrażliwych obszarów. Według autorów, we współpracy z branżą, produkty mogą pojawić się za 2-3 lata (są to plany, a nie gwarancja).

Czym nowa powłoka różni się od „klasycznej”?

• Nie maskuje, lecz mineralizuje. W przeciwieństwie do kompozytów i infiltrantów żywicznych, platforma keratynowa inicjuje mineralizację, a nie po prostu wypełnia ubytek polimerem.
• Współpracuje ze śliną. To, co zazwyczaj utrudnia adhezję (wilgoć), tutaj pomaga – źródło jonów do wzrostu.
• Potencjalnie trwalsza. Warstwa przypominająca szkliwo powinna być bardziej odporna na działanie kwasów niż żywice organiczne. (Badania kliniczne z pewnością to pokażą).

Ograniczenia

• Na razie to laboratorium. Mówimy o testach in vitro/modelowych. W klinice warstwa jest wystawiona na działanie pędzli, żywności, cykli kwasowo-zasadowych i mikrobioty — musimy przetestować jej trwałość i bezpieczeństwo na ludziach.
• Źródła surowców. Keratyna może być pochodzenia zwierzęcego/ludzkiego – pojawiają się kwestie standaryzacji, alergii, etyki i regulacji.
• To nie jest „magiczna pigułka”. Próchnica średnia i głęboka, odpryski i pęknięcia nadal wymagają wypełnień/wkładów i konsultacji ze stomatologiem. Podejście keratynowe koncentruje się na wczesnych zmianach i profilaktyce.

Co dalej?

Zespół już wdraża tę technologię w praktyce (preparaty, stabilność, „sposoby aplikacji”, testy pilotażowe). Jeśli dane kliniczne potwierdzą dane laboratoryjne, dentyści będą dysponować nową klasą powłok – bioszablonów, które wytwarzają własne „szkliwo” z tego, co już znajduje się w naszych ustach – śliny.

Źródło: Gamea S. i in. Biomimetyczna mineralizacja rusztowań keratynowych do regeneracji szkliwa. Advanced Healthcare Materials, 2025. DOI: 10.1002/adhm.202502465