Gryzonie inspirują współczesną stomatologię
Naukowcy odkryli substancję zawierającą żelazo w zewnętrznym szkliwie zębów gryzoni, która może również zwiększać odporność ludzkich zębów.
W ramach badań naukowcy z Instytutu im. Maxa Plancka przeanalizowali siekacze siedmiu gatunków gryzoni z różnych siedlisk: bobra, nutrii, świstaka, wiewiórki, nornika, myszy i szczura. Aby zwizualizować architekturę zębów w makro i nanoskali, badacze wykorzystali techniki obrazowania w nanoskali w połączeniu z tomografią 3D, mikroskopią optyczną i skaningową mikroskopią elektronową.
Starszy naukowiec z Instytut Maxa Plancka Vesna Srot i jej współpracownicy odkryli, co sprawia, że zęby gryzoni są tak odporne. W szkliwie zębów siedmiu różnych gatunków gryzoni odnaleźli zawierający żelazo materiał podobny do ferrihydrytu w nanometrowych przestrzeniach pomiędzy wydłużonymi kryształami hydroksyapatytu.
Te wypełnione kieszenie stanowią mniej niż dwa procent objętości emalii bogatej w żelazo, a mimo to decydują o właściwościach mechanicznych i odporności na atak kwasów – powiedziała Vesna Srot, cytowana w komunikacie.
Nowo odkryta warstwa bogata w żelazo ma kolor podobny do normalnego szkliwa zębów. Nie jest to więc przyczyna pomarańczowo-brązowego koloru zębów gryzoni. Zamiast tego o kolorze decydują dwie nakładające się na siebie warstwy – warstwa wierzchnia i strefa przejściowa. Pierwsza składa się z matrycy organicznej i składnika nieorganicznego, który zawiera również żelazo. Różni się grubością, nawet w różnych zębach danego obiektu. Im grubsza warstwa powierzchniowa, tym ciemniejszy ząb.
Wyniki reprezentują zmianę paradygmatu, ponieważ wcześniej sądzono, że kolor jest spowodowany szkliwem bogatym w żelazo. Dlatego badacze zalecają ponowną ocenę konwencjonalnej terminologii stosowanej od siedmiu dekad: szkliwo określane wcześniej jako „emalia pigmentowana” powinno być obecnie definiowane jako „emalia bogata w żelazo”.
Zęby gryzoni to arcydzieła architektury. Mają niezwykłe właściwości fizyczne, które bardzo różnią się od ludzkich zębów – dodaje Vesna Srot.
Różnice te są bardzo interesujące dla stomatologii ludzkiej
Ponieważ nowo odkryty materiał bogaty w żelazo poprawia właściwości szkliwa zębów, nie zmieniając jego koloru, może stanowić punkt wyjścia do opracowania zupełnie nowej klasy biomateriałów dentystycznych. Możliwe są także różne zastosowania w stomatologii odtwórczej.
Dodanie niewielkich ilości amorficznego lub nanokrystalicznego materiału podobnego do ferrihydrytu lub innych biokompatybilnych tlenowodorotlenków żelaza do produktów do pielęgnacji zębów może wyjątkowo dobrze chronić szkliwo zębów ludzkich – uważa Vesna Srot.
Ponadto do syntetycznego szkliwa można dodać niewielkie ilości tlenowodorotlenków żelaza, aby zwiększyć trwałość napraw zębów.
Źródło: Instytut Maxa Plancka
Czytaj też: Kobiety przeziębiają się łatwiej od mężczyzn? Nauka kontra stereotypy
Grafika tytułowa: Tim Umphreys / Unsplash
