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蛀牙的新救星?「以牙還牙」的仿生技術讓自行牙齒重生!

安比西林_96
・2021/08/22 ・2334字 ・閱讀時間約 4 分鐘

害怕看牙醫的你,恐怕也曾遇過蛀牙拔牙的噩夢——診療室傳來令人頭皮發麻的鑽聲、麻藥刺鼻的味道、金屬器具在口腔中敲敲戳戳的動作讓人全身顫抖……所有的一切,都讓人不想再經歷第二次。不過現在,害怕蛀牙的人有福了!科學家研發了一種可以促進牙齒釉質再生的產品,為蛀牙療法提供了一個全新的解方。

牙齒是怎麼長出來的?

在介紹這個新解方之前,必須先來瞭解我們的牙齒是怎麽形成的。每日幫助我們咀嚼進食,還有説話發音不漏風的牙齒,是由三種硬組織構成的,分別是牙釉質(enamel/俗稱琺琅質)、牙本質(dentin)及牙骨質(cementum)。

牙齒的構造示意圖。圖/wikipedia

包覆牙齒最外層的牙釉質,主要成分為鈣和磷,是人體唯一沒有細胞性的組織,也是礦化程度最高、最堅硬的組織。在莫氏硬度量表中,最堅硬的礦物——鑽石的等級為 10,而牙釉質則為 5,是當中排名最高的生物組織。(所以千萬別試著拿自己的牙齒與鑽石硬碰硬,牙齒可是會粉身碎骨的!)

而在牙釉質底下一層是牙本質,是組成牙齒主體的微黃色組織,也被稱作象牙質或齒質。它的硬度低於牙釉質,高於牙骨質。牙骨質具有與骨髓類似的構造,包覆在牙根最外圍,負責保護牙根和牙本質。牙本質和牙骨質終身都會不斷生長,但位於最外層的牙釉質就不是這樣了。

不知不覺中,蛀牙可能會悄悄找上門

牙釉質是由成釉細胞(ameloblast)所生成,當牙齒還在牙肉中未探出頭前,成釉細胞會分泌可形成牙釉質的蛋白質。不幸的是,一旦牙釉質長好,功成身退的成釉細胞便會死去,所以牙齒一旦長出來後,牙釉質就會停止生長。然而無法自行再生的牙釉質,卻仍然在我們日常生活中不斷被磨損、傷害。

適當地攝入糖分能使人充滿能量和保持心情愉悅,但當你在享用甜食時,口腔內的細菌也在分一杯羹。細菌在代謝糖分和其他可發酵的碳水化合物的過程中,會產生酸性物質,發生去礦化(demineralization),即牙釉質被酸腐蝕溶解的作用。雖然牙釉質無法再生,不過研究顯示,唾液裏的鈣和磷酸、牙膏和飲用水中的氟化物,可以稍微幫助牙齒再礦化(remineralization),讓礦物離子填入牙齒結構上的孔隙,修補牙釉質。但如果沒有做好口腔衛生保養,再礦化的程度趕不上細菌日復一日的蠶食,無法自行修復的牙釉質被蛀蝕的面積就會越來越大。

而讓問題更棘手的是,牙釉質內部並沒有任何神經和血管,即使受到細菌的攻擊,也無法向我們發出求救信號。當我們終於感到疼痛時,往往代表這層第一防線已淪陷、壓迫到牙齒更深層的神經,這才驚覺為時已晚——牙齒蛀掉啦!

當感覺到疼痛時,就代表已經蛀牙了。圖/Giphy

以牙還牙的仿生技術,讓牙齒再生!

如果蛀牙程度尚算輕微,牙醫還可以用補牙的手段,移除腐蝕的部分後,以銀粉、樹脂或陶瓷的填充材料補上牙洞,來恢復牙齒的正常功能。一旦蛀牙範圍太大無法補救的話,便只剩下拔牙一途。

不過,科學家受到牙齒形成的過程啓發,研發了「以牙還牙」的仿生技術。來自華盛頓大學的研究團隊,從成釉細胞產生的牙釉質形成素(amelogenin) 上獲得靈感。這種蛋白質是形成牙釉質和牙骨質的關鍵,可以捕捉構成牙釉質成分的離子並將之合成,主掌控制牙齒表面與根部形態的功能。研究人員在解析了牙釉質形成素的氨基酸排列結構之後,找到了可快速生成再礦化層的一段特定序列。他們在實驗室以人工方式,合成製造出一段由 22 個氨基酸脫水縮合而成的肽(peptides),作為修復牙釉質的活性成分。

為了測試這種特製肽的有效性,研究團隊以人工手段將牙齒去礦化,來模擬蛀牙的情形,並進行不同處理的實驗。他們將蛀牙分別放入含有不同濃度氟化物、鈣和磷離子以及特製肽的溶液中,讓受損的牙齒表面可以曝露在這些成分中,觀察牙釉質修復的狀況。經過比較發現,單純含有特製肽成分的處理,可以生成最厚實的再礦化表層(10μm),修復的效果最好,如同健康的牙釉質般。

牙齒的仿生技術實驗。圖/參考資料 3

經過實驗證實,這些肽可以嵌合到牙齒表面,協助吸收合成鈣磷粒子,重新修復牙釉質的結構。這個嶄新的仿生技術,打破了過去用非生物手段和材料進行牙齒復形的限制,可謂讓不可自行修復的牙釉質能夠再次重生!

目前這種肽成分仍在實驗階段,需要經過更多整全的測試,才能投入臨床使用。而針對比牙釉質更深層的蛀牙問題,也可能無法單靠此種方法完全解決。但是這一研究成果確實為口腔醫學界帶來新突破,除了能應用在蛀牙療程上,也有望可添加在牙膏、補強劑、漱口水等產品中,作為重塑和加強口腔保健的日用品。也因為其不含氟化物的特性,所以對大人和小孩而言,會是更安全有保障的選擇。

雖然科學家的努力不懈,讓口腔保健的療法和技術一再創新和進步,但在照顧牙齒健康這件事上,還是老話一句:預防勝於治療!所以你各位啊,想免於牙痛蛀牙之苦,勤刷牙和定期找牙醫檢查,才是上上策。

預防勝於治療!好好刷牙與定期看牙醫才是上上策。圖/Pexels

參考資料

  1. Ingeniously Simple Dental Treatment Could Heal Tooth Cavities Without Any Fillings
  2. Peptide-based biogenic dental product may cure cavities
  3. Biomimetic Tooth Repair: Amelogenin-Derived Peptide Enables in Vitro Remineralization of Human Enamel
  4. 氟、氟化氫與氟化物

 

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安比西林_96
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本職為生態環境領域的可撥煙酒生。 不定時掉落科普文章。 大家一起嗑科科(❍ᴥ❍ʋ)


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媽媽我不想努力了!想多生一個?研究顯示:爸爸先當「神隊友」

研之有物│中央研究院_96
・2022/01/20 ・3707字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

  • 採訪編輯|劉芝吟
  • 美術設計|林洵安

家務分工與生育率的本土研究

搶救生育大作戰!臺灣生育率持續走低,人口負成長的警訊近在眼前,除了給薪育嬰假、育兒津貼,2021 年 8 月,政府的生育獎勵也提前至第二胎就發放,鼓勵夫妻多生孩子。加碼補助真的會讓大家願意再生下一胎嗎?搶救少子化,我們還能做些什麼?中研院社會學研究所鄭雁馨副研究員從實證研究發現,高教育背景女性生第二胎的意願,會受到家務分工影響,尤其丈夫是否分攤育兒工作更是關鍵。

工作、家庭蠟燭兩頭燒的「臺灣金智英們」

2019 年,《82 年生的金智英》颳起一陣話題旋風。電影細膩刻劃主角金智英在成長過程、家庭、職場面臨的性別處境,包括同工不同酬、婚姻與育兒負擔,不只衝出南韓高票房,在臺灣同樣掀起熱議。

「未婚的時候催趕快結婚,結婚以後催趕快生孩子,有了女兒又說再生兒子,生個孩子也不會改變什麼。」電影這段揪心金句,道出了無數女性面對婚育壓力的心聲。

然而,生個孩子,真的不會改變什麼嗎?

中研院社會所副研究員鄭雁馨副研究員,從多年研究提供幾個具體數據。根據國外不同學者在 2005、2019 年發表的論文(Gjerdingen & Center, 2005;Kim & Cheung, 2019),當家庭迎來新生兒,妻子花在家務和育兒的時間會大幅上升,丈夫的改變則不大。類似現象,也出現在臺灣。

隨著教育程度大幅提高,臺灣女性的勞動參與率節節上升,不過,家務勞動的時間卻沒有明顯變化。鄭雁馨從 2016 年「婦女婚育與就業調查」發現,臺灣婦女平均仍負擔近 80% 的家務,多數人白天在職場奔波,回家後,太太與媽媽們的「第二輪班」才正要開始……

白天在職場奔波,晚上仍要一手料理家務、育兒,是多數臺灣婦女的生活寫照。圖/iStock

臺灣婦女負擔近八成家務

誰做家事?誰來分攤育兒壓力?乍看只是小夫妻的互動模式,實際影響遠遠不止於此。

長年研究人口學的鄭雁馨直言:「臺灣女性在公領域和男性平起平坐,但如果私領域的性別平等沒有跟上腳步,整體生育率就很難提升。」眾多的西方調查已顯示,有沒有一個「神隊友」,將會影響女性是否想再生一胎。

然而過往的研究較少針對東亞社會,鄭雁馨採用 2016 年行政院主計總處的婦女婚育與就業調查,從 3564 筆年齡介於 15–49 歲且至少有一個 18 歲以下子女的女性樣本,分析「教育程度」與「家務分工」對臺灣婦女生育意願的影響,進行本土性的實證探討。研究結果在 2020 年獲刊於美國頂尖家庭期刊《Journal of Marrige and Family》,這也是將近 10 年後臺灣的家庭研究再次登上此期刊。

從數據來看,臺灣家庭分工呈現何種面貌?

調查發現,臺灣已婚婦女平均每天要花上 6.2 個小時,包括處理家事雜務、照顧一家老小,種種占了將近八成的家務。已婚男性則大約負擔 22% 的整體家務,家事、育兒的比例相差不大。

其中,有 48.5% 的女性受過高等教育,而這些高等教育程度的婦女,通常會獲得丈夫比較多的家務支持。整體而言,妻子的教育程度、收入與丈夫投入家務分工比例,呈現正相關——當妻子的社經地位越高,有越高機率擁有一個更積極分工家務的丈夫。

換言之,家務分工會隨著社會階層呈現不同樣貌:高社經婦女確實多了不少來自隊友的「後盾」支持。

家事分工越平等,媽媽更願意生第二胎

第二個問題:家務分工會影響生育態度嗎?當先生攬下越多家務,太太們會不會有更高的生育意願?

答案很有趣。整體來說,當丈夫家務總時數增加,妻子的生育意願也會增加,但進一步分析,還有三個影響關鍵。

首先,如果區分丈夫做了哪類家務,結果則不一樣。若丈夫是勤快地「做家事」,並不會影響妻子的生育意願;但如果丈夫分攤更多「照顧子女」的工作,妻子的生育意願會明顯增加。顯然對媽媽來說,比起多洗一次碗、多摺兩件衣服,爸爸能在孩子大哭大鬧時陪玩安撫、換尿布哄睡,更稱得上是神隊友。

此外,這個影響主要發生在「一寶媽」,讓她們更有意願生第二胎;對於有兩個以上寶寶的女性,影響不大。原因可能是,經歷過一次「育兒地獄」,媽媽們便能看清隊友的「屬性」,若先生沒有放自己單打獨鬥,新手媽媽自然比較願意迎接第二個寶寶;而二寶或三寶媽要再生下一胎,必須付出更高成本、考量更多面向,因此家務分工較難產生實質作用。

除了家務分工內容、胎次,第三個影響因素則是妻子的社經背景。只有在高教育程度妻子身上,丈夫投入更多家務育兒,才會明顯提高生育意願。

總的來說,研究成果顯示:

更平等的家務分工,特別是分攤育兒工作,能提升高教育女性生第二胎的意願。

數據也顯示,所謂「更平等的家務分工」並不是嚴格的 1:1。實際上,只要先生負擔超過 20% 的育兒責任,就能提高妻子的生育意願。換句話說,公平只是一種感覺,媽媽期待的不一定是全能爸爸,而是隊友實際表現出願意共同承擔照顧壓力,就能讓妻子備感支持。

臺灣的調查呼應了日本、歐洲國家的研究,當伴侶更有性別平等意識、家庭分工較平等,特別是,如果丈夫一起投入照顧孩子,能讓媽媽的育兒經驗不那麼厭世孤單,支持她再重新經歷一次懷孕、生產、帶孩子的甘苦。圖/iStock

第二輪班,東亞女性的共同壓力

鄭雁馨談到,女性承擔高比例家務是臺灣「跨世代的共同現象」。熟齡世代高達八、九成,青壯世代女性也依然負擔七、八成的家務勞動。

「減少的那一兩成,也不一定是先生做更多,可能是自動化幫了忙。」鄭雁馨犀利道出痛點。從掃地機器人、洗碗機常見的廣告語「解放媽媽雙手」、「讓媽媽不再腰痠背痛」,家務商品預設出的消費者形象,也恰恰說明了家務一把罩,仍然是社會對女性的普遍想像。

不只在臺灣。「育兒家事=太太媽媽」,這個如影隨形的標籤,普遍存在於東亞國家。

攤開數據,1990 年代中期,日本婦女每週家務勞動時數是丈夫的 13 倍;韓國為 4 倍,而且經過 20 年,「歐巴們」沒有太大改變,2019 年的研究顯示(Kim & Cheung, 2019)當家裡迎來新生兒,並不會影響韓國爸爸投入家務的時間。對照電影中金智英的無奈心聲:「醫生反問我,飯是電子鍋煮的,衣服是洗衣機洗的,為什麼我的手腕會痛?」婦女承擔「第二輪班」的壓力,仍未完全被看見和同理。

過去,男人出外打天下,女人的戰場是「家庭」,打掃煮飯、照顧老小、專心一打多。如今,許多女性同樣在職場發光發熱,但經歷生產和育嬰關卡時,她們需要付出更大的代價。除了承受懷孕的巨大身心變化,還可能影響升遷、中斷年資,甚至被不友善的職場隱性「驅逐出場」。

這也是為何研究反映出,蠟燭兩頭燒的高社經女性,更容易因為家務分工而影響生育意願。

「家務分工的均衡,影響最大的通常是高社經女性。」鄭雁馨分析:「她們可能有很好的職場表現,正在追求自己的事業和成就感,一旦生產、育兒,勢必要面臨職涯和婚育的衝突。當職場和家庭讓人身心俱疲,又發現丈夫不可能調整工作和作息,總是媽媽要犧牲,越來越多女性遲疑,或者生一個後就此打住。」

東亞各國相比,日韓女性都負擔超過八成的家務,臺灣也有近八成。香港超過六成五,中國超過七成。資料來源/鄭雁馨

停滯的性別革命:生育不只是女人的事!

臺灣生育率節節下滑,一谷還有一谷低,青年低薪、高房價、公托不足都可能是影響因素。但這項實證研究也反映出,

跟不上時代腳步的性別文化,更讓不少蠟燭兩頭燒的女性成為「厭世媽咪」,不願輕易再談媽媽經。

「為什麼北歐國家的生育率能回升?很大原因是,他們完成了兩階段的性別革命。」

鄭雁馨解釋,家務分工與生育率的持續走低息息相關,西方人口學家稱之為「停滯的性別革命」──大量女性活躍在公領域中,但男性在私領域的性別角色仍然停滯不前。這也是東亞文化圈面臨的共同問題,包括臺灣、香港、日本、南韓和中國。

舉例來說,請育嬰假、獨自推嬰兒車散步、上街買菜,是街頭常見的北歐爸爸群像。然而,當育嬰假政策來到東亞,2017 年臺灣、日本、韓國的爸爸使用率全都低於 10%。 「如果文化價值、社會環境沒有跟著改變,立意良善且進步的政策反而強化了性別分工。」鄭雁馨提醒。

回看電影,當金智英滿臉疲憊而怨懟的這麼說:「可以不要再說『幫』我了嗎?幫我做家事、幫我帶小孩、幫我找工作,這難道不是你的家、你的事、你的孩子嗎?」這或許也是大螢幕外許多「偽單親媽媽」的真實吶喊。

透過實證研究再次顯示:生育不只是女人的事,家務分工也絕非是夫妻的家內風景。若我們希望力挽狂瀾、翻轉生育率,便不應該忽視公私領域的性別結構。

 

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研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook