北京大学口腔医院邓旭亮教授（通讯作者）与北京航空航天大学江雷院士、郭林教授（通讯作者）、美国密歇根大学生物界面研究所Nicholas A. Kotov教授（通讯作者）团队合作，为解决目前无法有效获得与天然牙釉质多级结构相同的大面积修复层以及天然牙齿的各项性能的问题，通过解析天然牙釉质的微观力学结构，发现牙釉质由紧密有序排列的羟基磷灰石(HA)纳米线结构组成，羟基磷灰石纳米线之间通过无定形晶间相（AIP，Mg 取代的无定形磷酸钙）相互连接，界面具有强化学键合作用，以满足其所需的力学强度和韧性等性能。

合作团队以天然牙釉质微观力学结构基础出发，通过双向冷冻组装技术形成了羟基磷灰石纳米线与聚乙烯醇交织的无定形晶间相涂层，设计出一种具有多尺度高度有序羟基磷灰石层次结构的人造牙釉质（ATE），实现了天然牙的成分、结构（紧密有序）以及性能（力学及再矿化）的完美复刻。所获得的人造牙釉质表现出出色的机械性能，实现了高刚度、硬度、强度、粘弹性和韧性的完美组合，不仅超过了已报道的羟基磷灰石基复合材料和陶瓷-聚合物基复合材料，甚至超过了天然牙釉质。该项工作为人造牙釉质的宏观组装提供了一种新的工程设计方法和途径，以完美复刻天然生物材料的多尺度分级结构。

相关成果以题为“Multiscale engineered artificial tooth enamel”发表Science上。