德国柏林夏丽特医学院和柏林工大的一个科研小组首次利用同步源（BESSY II）和欧洲同步辐射装置（ESRF）照射，发现了牙本质的生物学结构及其内部机理，证实牙本质裂纹或断裂既不能修复也不能治愈。这一研究结果纠正了之前认为牙本质损伤可以修复的观念，相关成果发表在《纳米快报》上。 
　　牙本质是构成牙齿主体的微黄色组织，介于牙釉质与牙髓之间。牙本质的组成主要为钙、磷无机物，和少量有机物及水分。过去医学上认为牙本质和牙釉质不同，和人体骨头一样会不断生长，因此当有蛀洞产生会自行长出新的牙本质进行修复。
　　柏林夏丽特医学院和柏林工大的研究人员利用同步源和欧洲同步辐射装置照射发现，牙本质是由钙、磷等无机物纳米颗粒和牙本质小管组成，网状分布的牙本质小管又是由胶原纤维形成，当胶原纤维受冷热、干湿等环境影响时会收缩，使嵌入牙本质小管周围的无机物纳米颗粒相互挤压，当这种挤压的内部应力达到一定值时，就会使牙齿出现裂纹甚至断裂。
　　研究人员还发现，牙齿在受到冷热、干湿等外部刺激时，牙本质的无机物颗粒和胶原纤维的连接强度减弱，这时候牙齿的承受能力也显著减弱，在咀嚼食物时就会感到疼痛。夏丽特医学院的扎斯兰斯基博士解释说，“牙本质的无机物颗粒和胶原纤维之间的内部应力必须一致，否则牙齿会出现持续负担。”自然生长的牙齿通过牙神经会主动感受到这种负担，并感觉到疼痛。而人造牙齿是被动承受负担，不像自然牙齿会主动感受疼痛。因此，一旦自然牙齿牙本质损坏严重，更换人造牙齿不失为明智选择。