DT News - Bulgaria - Здрави зъби: учени разкриват вътрешното устройство на дентина

Dental Tribune International

чт. 9 юли 2015

запази

Подлагани на изключително голяма сила на натиск, човешките зъби са изградени от един от най-издръжливите органични материали. До днес не е напълно известно на какво се дължи високата устойчивост на напукване на дентина. Интердисциплинарен екип от учени е анализирал сложната структура на дентина, разкривайки, че неговите минерални частици са предварително компресирани и вътрешният натиск противодейства на разпространението на пукнатини, за да увеличи устойчивостта на биоструктурата. Това откритие може да създаде нови възможности за възстановителни материали за денталната медицина.

Инженерите използват вътрешния натиск, за да подсилят материалите за специфични технически цели. Изглежда, че еволюцията отдавна е знаела за този трик и го е приложила в нашите зъби. За разлика от костите, които са съставени отчасти от живи клетки, човешките зъби нямат способността да се възстановяват при повреда. Тялото им е изградено от дентин, материал, подобен на кост, който се състои от минерални наночастици. Тези минерални наночастици са вградени в колагенови протеинови влакна, с които са здраво свързани. Тези влакна се намират във всеки зъб и са разположени на слоеве, правейки зъбите здрави и устойчиви на повреди. Не се знае обаче как точно би могло да се спре разпространението на пукнатини в зъбите.

Днес учените от института Julius Wolff в Карите – Universitätsmedizin Berlin, заедно с няколко национални и международни партньори изследват по-задълбочено тези биоструктури. Те тествали на място налягането с микролъчи посредством източника за синхротронно лъчение BESSY II в Helmholtz-Zentrum Berlin и анализирали локалната ориентация на минералните наночастици, като ползвали съоръжението за нанообразна диагностика на Европейския център за синхротронна радиация в Гренобъл.

Екипът изследователи установил, че когато малките колагенови влакна се свият, прикрепените към тях минерални частици стават все по-уплътнени. „Нашата група успя да ползва промяната във влажността, за да демонстрира как се появява налягането в минерала в колагеновите влакна“, обясни д-р Пол Заслански от института Julius Wolff. „Уплътненото състояние помага да се предотврати развитието на пукнатини и ние установихме, че уплътняването се случва по такъв начин, че пукнатините да не могат да достигнат до вътрешността на зъба, което би наранило чувствителната пулпа.“ По този начин налягането при уплътняването помага да се предотврати разрастването на пукнатините по целия зъб.

Учените също така изследвали какво се случва, ако здравата връзка между минералите и протеините бъде разрушена при нагряване. В този случай дентинът става много по-слаб. „Следователно вярваме, че балансът на налягането между частиците и протеина е важен за дългосрочното оцеляване на зъбите в устната кухина“, отбелязва ученият Жан-Баптист Фориен от Карите.

Техните резултати могат да обяснят защо изкуствените заместители на зъби обикновено не работят толкова добре, колкото здравите зъби: те просто са прекалено пасивни и не разполагат с механизмите на естествените зъбни структури. Следователно пломбите не могат да устоят на налягането в устната кухина по същия начин както и зъбите. „Нашите резултати може да вдъхновят разработването на по-здрави керамични структури за възстановяване или подмяна на зъбите“, се надява д-р Заслански.

Проучването, озаглавено „Компресивните остатъчни напрежения в минерални наночастици като възможен източник на по-висока устойчивост към пукнатини в дентина в човешките зъби“, бе публикувано в сп. Nano Letters на 26 май.