在國家自然科學基金項目（項目編號：81130078，81400555）等資助下，第四軍醫大學口腔醫學院陳吉華教授課題組、美國奧古斯塔大學鄭智明（Franklin R. Tay）教授課題組及美國喬治亞理工學院蔣勝孫（Seung Soon Jang）教授課題組合作的研究成果以「Collagen intrafibrillar mineralization as a result of the balance between osmotic equilibrium and electroneutrality（滲透壓-電荷平衡導致的膠原纖維內礦化）」為題於2016年11月9日在Nature Material在線發表。論文連結：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27820813。該研究揭示了牙、骨等硬組織礦化的新機制，為牙、骨等硬組織的發育與再生提供了新的思路。第四軍醫大學口腔醫學院牛麗娜副教授和美國喬治亞理工學院桑恩吉（Sang Eun Jee）博士為本文共同第一作者，鄭智明、陳吉華及蔣勝孫教授為本文共同通訊作者。
生物礦化是牙、骨等硬組織特有的發育過程，在天然骨組織的形成過程中，非膠原蛋白調控著整個礦化的進程。這些非膠原蛋白最主要的特徵是富含羧基，呈陰離子特性。基於這一特性，傳統的仿生礦化機制認為，帶負電的非膠原蛋白（或其類似物）可穩定鈣磷溶液，形成帶負電荷的礦化前體。基於正負電荷相吸的庫倫引力理論，帶負電荷的礦化前體與帶正電荷的膠原位點間相互吸引，成為進入纖維內礦化的動力。基於這一理論，國內外幾乎所有的仿生礦化研究都集中於聚陰離子誘導的纖維內礦化上。
陳吉華課題組採用冷凍透射電鏡、改良液相色譜、計算機三維模擬和液相原子力顯微成像等技術，通過對鼠尾膠原、重組的牛皮膠原、脫礦的牙本質膠原、脫礦的骨膠原等多種膠原模型進行礦化機制研究，成功採用聚陽離子複合物聚丙烯氯化銨實現了膠原的纖維內礦化，並進一步證實膠原纖維具有半透膜的性質，小於6KDa（千道爾頓）的分子可以自由通過膠原纖維的內部間隙，大於40KDa的分子無法進入膠原纖維的內部間隙。由於礦化系統中所使用的聚電解質分子量較大，那麼會被部分或者全部排出在膠原纖維之外，同時由於這些聚電解質帶有大量的電荷，從而在膠原內外環境間形成Gibbs-donnan平衡（唐南平衡），也就是電荷和滲透壓的雙平衡。基於上述研究結果，該課題組發現了一種新的能夠誘導纖維內礦化的聚陽離子，率先提出並證實了基於滲透壓和電荷平衡的纖維內仿生礦化理論，從而挑戰了經典的庫倫引力誘導纖維內礦化的理論，補充了纖維內礦化的機制，在生物礦化機制研究領域中具有重要意義，為實現牙、骨等硬組織損傷修復與再生提供了新的理論支撐。