超越表面：侵蚀性釉质中的力学与孔隙率梯度

釉质侵蚀会改变牙齿表面的结构完整性，这种改变可通过压痕技术进行测量。然而，传统的单一载荷压痕方法假定侵蚀釉质内部是均质的，忽视了次表面病变内可能存在的分层现象。本研究探讨模拟膳食酸暴露后釉质内是否存在力学和孔隙率梯度，并考察病变深度和结构随持续侵蚀的变化。我们对经柠檬酸挑战的人釉质施加变载荷微压痕，揭示了力学性质的明显分层。约1至2微米厚的柔软表层硬度和显著降低，且易被超声处理去除，表明其脆弱性。在该层之下，尽管持续酸暴露（约3分钟），力学性质趋于稳定，提示病变发展达到饱和点。轮廓分析证实，虽然材料损失随侵蚀时间增加，但改变了的次表面区域的深度保持恒定。为探究孔隙率分布，我们采用新型金纳米颗粒标记技术结合基于同步辐射的X射线荧光成像。约20纳米的颗粒穿透至15至20微米深度，与压痕测量推断的力学梯度密切吻合。这些发现表明，次表面釉质不仅存在力学分层，还伴有相应的孔隙率变化。我们的结果证明了单一载荷压痕在表征受侵蚀影响的釉质方面的局限性，并强调了多载荷方法在检测结构异质性方面的实用性。力学软化与孔隙率增加之间的相关性提示釉质次表面受到差异性影响。这些发现对治疗干预具有重要意义：再矿化策略是否应从大量矿物质输送转向针对特定层的、功能信息指导的修复？