作者：佩萨赫·本森 (Pesach Benson) • 2026年1月11日

耶路撒冷，2026年1月11日（TPS-IL）——以色列科学家宣布，科学家在大西洋狼鱼的牙齿中发现了一种令人惊叹的特征，这可能会激发人们设计出更坚固的骨骼假体、防弹衣以及更具弹性的交通工具。

这些牙齿的核心是一种被称为骨牙本质（osteodentin）的组织，它在受压时会在各个方向上收缩——这种行为在富含矿物质的天然材料中几乎从未见过。这种不寻常的特性使牙齿能够吸收压碎力，为创造坚韧且抗损伤的材料提供了蓝图。

通常情况下，当材料沿其长度方向被压缩时，它们会向侧面膨胀。但骨牙本质却表现出相反的特性，这是一种被称为拉胀性（auxeticity）的罕见属性，即材料在压力下向所有方向收缩，而不是向外膨胀。在测试中，当研究人员沿着牙齿轴线施加力量（模仿狼鱼强有力的咬合）时，该组织在侧向和纵向都发生了收缩。在所研究的所有8颗牙齿中，测量值都落在了一个在人造材料中也极为罕见的范围内。

“这太令人惊叹了，”领导这项研究的希伯来大学科雷特兽医学院的罗恩·沙哈尔（Ron Shahar）教授说。“骨牙本质的表现方式几乎是其他任何天然矿化组织都不具备的。其结构使牙齿能够安全有效地吸收重载。大自然建立了一种设计，保护这种鱼免受其饮食中极端力量的伤害，这可能会激发具有类似韧性的新型合成材料。”

大西洋狼鱼（学名：Anarhichas lupus）是一种生活在北大西洋、具有鳗鱼般体型的海洋掠食者。它最显著的特征是强健的颌骨和大而锋利的牙齿，尤其是口腔后部的犬齿和臼齿，这使得狼鱼能够压碎许多其他鱼类无法压碎的贝壳。骨牙本质组织使得牙齿不易断裂。

研究团队使用了先进的X射线扫描和3D映射技术，以准确观察牙齿在压力下是如何变形的。他们发现，骨牙本质在压缩过程中在各个方向上均匀收缩，这在天然材料中是一种高度不寻常的反应。

秘诀在于该组织的微观结构。骨牙本质拥有一个由垂直管道组成的密集网络，宽10–20微米，从牙齿基部延伸至尖端，并在靠近表面处向外弯曲。科学家表示，这种排列使得管道之间的矿物质柱在受挤压时向内弯曲，从而增加了牙齿的韧性并减少了开裂的可能性。

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测试还表明，虽然骨牙本质中的矿物质与骨骼一样坚硬，但正是这种独特的架构使牙齿如此坚固。“类似的特性仅在少数无的脊椎动物中被观察到，比如笠贝的牙齿和珍珠母，”沙哈尔说。

研究人员认为，这一特征可能也存在于其他鱼类中，这表明骨牙本质在自然界中发挥着更广泛的作用。除了了解牙齿如何在极端压力下存活之外，这一发现还为设计坚固、耐用且能吸收能量的合成材料提供了模型，这些品质在医学、航空航天和工程领域极具价值。

受骨牙本质启发的材料可用于骨骼植入物、牙科假体和关节置换，使其更耐用、抗裂并能够吸收应力。这一发现增加了使用轻质材料工程化头盔、防弹衣、运动装备甚至鞋子或手机壳的可能性，从而更有效地吸收冲击力。

该设计原则也将使工程、航空航天和汽车应用受益。车辆、飞机和建筑物可以采用受拉胀性启发的材料，以承受重复的应力、碰撞或振动，同时保持坚固和轻便。

“研究骨牙本质让我们深入了解大自然是如何创造出既坚韧又具弹性的材料的，”沙哈尔说。“这是自然工程的一个显著例子，可以帮助指导新技术的发展。”

该研究发表在同行评审的《生物材料学报》（Acta Biomaterialia）上。