你的身体里包含岩石的成分：骨骼和牙齿中的钙基矿物质。在一个称为生物矿化的过程中，你会产生这些随着生长而硬化和僵硬的材料。其他有骨骼、有牙齿的动物也是如此。贝壳中也是如此：闪耀的珍珠母是通过生物矿化形成的。
然而，从历史上看，生物学家一直难以观察这一过程是如何工作的。现在，科学家们已经能够以生动的 3D 方式观察它了。骨骼和牙齿时空生长监测 (BEE-ST) 是其创造者为这项技术命名的，它涉及在新生骨骼或萌芽牙齿中添加染料，然后观察颜色随着宿主成分的生长而扩散。
BEE-ST 的创造者 今天 在《科学进展》杂志上 发表 了他们的研究成果。如果作者的说法是正确的，那么这项工作可能对那些不仅研究骨骼和牙齿生长方式的人，而且对那些想要自己控制这种生长的人大有裨益。
“目前，没有可用的工具来精确地在空间和时间上监测和测量牙齿生长的速度，”马萨里克大学 (Masaryk University) 的发育生物学家 Jan Křivánek（也是该论文的作者之一）说。他希望 BEE-ST 能够改变这一点。
[相关：这种新的人造牙釉质比真牙釉质更坚硬]
少数方法可以实现其中的一部分目标。如今，科学家和医务人员可以依赖一种称为 微计算机断层扫描 的技术，他们用 X 射线从多个角度扫描物体，然后将扫描结果缝合成一张 3D 图像。虽然这确实为观察者提供了 3D 视角，但它也只提供了一个快照——特定时刻，而不是一个连贯的生长序列。
另一个潜在的选择是染料。骨骼观察者几十年来一直知道，染料和类似物质可以与这些器官中的钙结合。但这远非观察钙基结构如何生长的完美选择。一方面，要观察骨骼内部，通常必须从样本中去除钙，而这会带走染料。你可以通过切下一片牙齿或骨骼来解决这个问题，但这只会给你留下 3D 图景的 2D 阴影。
Křivánek 和他的同事们想了解小鼠牙齿是如何生长的，但他们也想要一种更复杂的方式来观察钙。因此，他们决定改进染料方法。幸运的是，在过去的几年里，研究人员已经开发出在不去除钙的情况下观察牙齿内部的技术。他们可以将染料注入正在生长的牙齿或骨骼中，并随着时间的推移拍摄 3D 图像。每隔几天，研究人员就会给实验室的小鼠注入新的染料。结果，当科学家们后来将牙齿置于显微镜下时，出现了一系列条纹：每一个都标记着一次不同的注射。
[相关：我们终于知道为什么成年会长智齿了]
在此过程中，他们意识到他们的技术可以用于更多用途，而不仅仅是小鼠牙齿。接着，他们证明了它可以在小鼠骨骼中起作用。然后，他们从老鼠扩展到动物王国其他分支的代表，给各种脊椎动物注入染料：变色龙（爬行动物）、丛林鸡（鸟类）、青蛙（两栖动物）和斑马鱼（鱼类）。
所有这些工作花费了 Křivánek 和同事们数年时间，但最终，他们认为他们已经创造了一种可靠的方法来观察牙齿和骨骼的生长方式。但这并不意味着它只服务于此目的。“我们坚信它将进一步调整以用于其他应用，”Křivánek 说。
其中一个领域是组织工程，这是操纵人体组织的一门科学和技术。“组织”可以是任何东西，从皮肤到肌肉到内脏——到更坚固的材料，如骨骼和组织中的坚硬、致密的物质。借助干细胞等工具，科学家可以增强组织，改进组织，甚至尝试从头开始复制组织。这项技术可以帮助 治愈骨折 或 再生缺失的牙齿。
但是，为了工程化任何东西，未来的骨骼工匠首先需要了解他们的材料在生长过程中的行为。Křivánek 认为，这正是他们的方法可以发挥作用的地方。“我们基本上打开了大门，”他说。“让我们看看科学界将如何使用它。”
