Ученые выяснили, как укрепить зубную эмаль человека, исследовав строение челюстей бобров

17 февраля 2015, 8:36

Ученые из Северо-Западного университета выяснили, что благодаря особой химической структуре, зубы бобров меньше подвержены кариесу. Как выяснилось, секрет здоровых зубов у бобров не в регулярной очистке зубов и фторированной воде, а в высоком содержании железа в структуре эмали.

Ученые выяснили, как укрепить  зубную эмаль человека, исследовав строение челюстей бобров

Как сообщают исследователи, благодаря пигментированному покрытию на поверхности эмали, зубы бобров оказываются очень крепкими и способны лучше противостоять воздействию кислот, даже по сравнению с эмалью, насыщенной фтором. Данное исследование позволит лучше понять механизм появления кариеса, будет способствовать раннему обнаружению его признаков и созданию более совершенных средств на основе фтора для профилактики заболевания.

Зубная эмаль состоит из слоев гидроксиапатита (нанонитей). Ученый Дерк Джостер и его команда обнаружили, что прочность эмали и ее резистентность к кислотам, зависит в большей степени от вещества, скрепляющего нити гидроксиапатита, состоящего из различных аморфных минералов, в том числе железа и магния.

По словам авторов исследования, зубная эмаль имеет сложную структуру, что затрудняет процесс ее изучения. Джостер и его коллеги сумели первыми однозначно заявить о наличии аморфного слоя в структуре эмали и смогли первыми изучить его состав.

«Нам удалось сделать огромный шаг для понимания структуры и химического состава эмали – защитного внешнего слоя зуба», - говорит Джостер, автор исследования и младший профессор на кафедре исследования материалов и инженерии в Школе инженерии и прикладных наук им. Мак Кормика.

«Аморфный материал, занимающий незначительную долю в составе эмали, вероятно, играет важнейшую роль для защиты зубов от кариеса», - говорит Джостер. «Мы обнаружили, что состав аморфного вещества может различаться в зависимости от количества тех или иных ионов, и именно это влияет на защитные функции эмали. В эмали человека преобладают ионы магния, а в эмали бобров и других грызунов – ионы железа».

Джостер и его коллеги провели серию экспериментов, сравнивая эмаль кролика, мыши, крысы и бобра. Впервые в истории были получены снимки аморфной структуры, окружающей нанонити гидроксиапатита. Для этого был использован томографический атомный зонд и другие методики, позволившие получить детальные снимки структуры эмали в наномасштабе (эмаль бобра имеет сходную структуру с эмалью человека).

В ходе эксперимента зубы животных подвергли воздействию кислоты и сделали снимки до и после. Было обнаружено, что контур нанонитей расформировался (аморфный материал), но сами нити из гидроксиапатита сохранили форму. Далее ученые определили, что биоминералы, составляющие аморфный слой – это железо и магний. На следующем этапе они изучили роль биоминералов в процессе защиты эмали от действия кислот.

Пигментированная эмаль бобра вызвала у ученых особый интерес. Выяснилось, что она прочнее эмали, укрепленной с помощью фтора, и меньше подвержена влиянию кислот (из-за большого числа железа в структуре эмали бобра его зубы приобретают красновато-коричневый оттенок).

«Зубы бобра отличаются по химическому составу, а не структуре», - заявил Джостер. «Природа сама указала нам путь для укрепления эмали. Следует концентрировать внимания на области, окружающей нанонити кристаллов из гидроксиапатита, именно на основе этих знаний может быть усовершенствована техника профилактической обработки зуба фтором».

0 комментариев

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии.

Войти или Зарегистрироваться