Укрепляем зубы: бобры покажут, как правильно
Как обнаружилось в ходе исследования, их пигментированная эмаль сильнее и устойчивее к кислотам, чем обычная эмаль, включая ту, что лечится с использованием фтористых соединений. Это открытие - лишь одно из многих, которое поможет лучше понять механизмы возникновения кариеса у человека, заблаговременно обнаружить заболевания и усовершенствовать лечение фторидом.
Слои высокоорганизованных «нанопроволок» из гидроксиапатита являются внутренней структурой эмали, а согласно сведениям, полученным Дерком Джостером (Derk Joester) и его исследовательской командой, именно вещество, окружающее эти нанопроволоки, где небольшое количество аморфных минералов богато железом и магнием, контролирует устойчивость эмали к кислотам и отвечает за их прочностные свойства.
Эмаль - чрезвычайно сложная структура, что делает ее изучение весьма затруднительным. И команда Дерка Джостера является первой, кто недвусмысленно демонстрирует, что у эмали существует «аморфная», или бесструктурная, фаза, и ученые первыми показывают ее точный состав и структуру.
«Мы действительно продвинулись далеко вперед в понимании состава и структуры эмали - внешнего защитного слоя зубов - за сравнительно малый период времени», - сообщает Джостер, ведущий ученый исследования и адъюнкт-профессор по материаловедению и инженерии подразделения инженерии и прикладных наук.
«Вероятно, что тот бесструктурный материал, который составляет лишь малую часть эмали, играет большую роль в образовании кариеса, - утверждает Джостер. - Нами было обнаружено, что именно меньшинство ионов - тех, что обеспечивают разнообразие, - существенно меняют дело в защите. В обычной эмали это - магний, а в пигментированной эмали бобров и других грызунов - железо».
Зубной кариес - это гниение зубов из-за бактерий (кариес - от лат. «гнилость», «испорченность»). Это одно из самых распространенных хронических заболеваний зубов и серьезная проблема здоровья общественности, несмотря на современные методы лечения и фторирования.
Согласно Американской ассоциации стоматологов, примерно 111 миллиардов долларов тратится в год на стоматологические услуги в Соединенных Штатах, значительная часть из которых - на пломбы и другие способы лечения кариеса. Шокирующие цифры в 60-90% у детей и 100% у взрослых, у кого есть или когда-либо были пломбы, согласно сведениям Всемирной организации здравоохранения.
В ходе серии экспериментов с эмалью бобров, кроликов, мышей и крыс Дерк Джостер и его коллеги создали модель не представимых ранее аморфных структур, окружающих нанопроволоки. Они воспользовались атомно-зондовой томографией и другими средствами, чтобы представить структуру эмали атом за атомом. (Эмаль грызунов идентична эмали человека).
Ученые подвергли зубы воздействию кислоты и сделали снимки до и после эксперимента. Ими было обнаружено, что периферия нанопроволок растворилась (аморфное вещество), но не сами нанопроволоки.
Затем исследователи распознали биоминералы в структуре, такие, как железо и магний, и установили, как они способствуют укреплению зубов, их механической твердости и устойчивости к растворам кислот.
Фторирование зубов.
Особый интерес у Дерка Джостера и его команды вызвала пигментированная эмаль резцов бобра. Их эксперименты продемонстрировали, что пигментированная эмаль более устойчива к кислотам, нежели та, что подвергалась лечению фтористыми соединениями. Стоит отметить, что у бобров наличие железа придает зубам красновато-коричневый цвет.
«Зубы бобров отличаются от зубов человека компонентным составом, но не структурой, - утверждает Джостер. - Биология показывает нам путь к усовершенствованию нашей эмали. Стратегия, фокусирующая внимание на области, окружающей нанопроволоки, ведет к усовершенствованию современных методов лечения зубов фтором».
Похожие статьи
