硬化牙齒海貍展示了一種改善牙釉質(zhì)的方法

海貍不刷牙，也不喝含氟的水，但是西北大學(xué)的一項新研究表明，海貍確實可以在牙齒的化學(xué)結(jié)構(gòu)中防止蛀牙：鐵。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這種彩色琺瑯比傳統(tǒng)琺瑯更堅硬，更耐酸，包括用氟化物處理過的琺瑯。這一發(fā)現(xiàn)就是其中之一，可以更好地了解人類蛀牙，早期發(fā)現(xiàn)疾病，改進(jìn)目前的氟化物治療方法。

有序羥基磷灰石“納米線”層是牙釉質(zhì)的核心結(jié)構(gòu)，但Derk Joester和他的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，它是一種圍繞納米線的材料，其中含有少量富含鐵和鎂的無定形礦物，并控制著牙釉質(zhì)的耐酸性。和機械性能。

牙釉質(zhì)是一種非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這使得其研究具有挑戰(zhàn)性。Joester的團(tuán)隊是第一個清楚地表明琺瑯質(zhì)中存在這種“無定形”或無結(jié)構(gòu)階段的團(tuán)隊，他們是第一個展示其確切組成和結(jié)構(gòu)的階段。

這項研究的第一作者、材料科學(xué)與工程副教授喬斯特說：“我們在了解牙釉質(zhì)(牙齒的保護(hù)外層)的組成和結(jié)構(gòu)方面向前邁出了一大步，牙釉質(zhì)的長度尺度最小。麥考密克工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院。

喬斯特說：“非結(jié)構(gòu)化材料只占牙釉質(zhì)的一小部分，可能在蛀牙中起作用。“我們發(fā)現(xiàn)它是為數(shù)不多的提供多樣性的離子之一，在保護(hù)方面確實有所不同。在傳統(tǒng)的琺瑯中，它是鎂，在海貍和其他嚙齒動物的彩色琺瑯中，它是鐵。”

這項史無前例的納米級釉質(zhì)成像研究將于2月13日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

齲齒-更廣為人知的是蛀牙-是由細(xì)菌引起的牙齒破損。(“齲齒”是拉丁語中“腐爛”的意思。盡管氟化物治療取得了很大進(jìn)展，但它仍然是最常見的慢性病之一，也是一個主要的公共衛(wèi)生問題。

根據(jù)美國牙科協(xié)會的數(shù)據(jù)，美國每年在牙科服務(wù)上的支出為1110億美元，其中很大一部分用于蛀牙和其他蛀牙問題。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計，全世界60%到90%的兒童和近100%的成人都有蛀牙。

在一系列關(guān)于兔子、老鼠、老鼠和海貍琺瑯的實驗中，喬斯特和他的同事們描繪了納米線周圍前所未有的無定形結(jié)構(gòu)。他們利用強大的原子探針斷層掃描和其他技術(shù)一個原子一個原子地繪制琺瑯質(zhì)的結(jié)構(gòu)。嚙齒動物的琺瑯質(zhì)與人類的琺瑯質(zhì)相似。)

研究人員酸化牙齒，并在酸暴露前后拍攝圖像。他們發(fā)現(xiàn)納米線的外圍溶解了(無定形物質(zhì))，而不是納米線本身。

研究人員隨后在結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了無定形生物礦物，如鐵和鎂，并了解了它們?nèi)绾螌ρ烙再|(zhì)的機械硬度和耐酸性溶解做出貢獻(xiàn)。

喬斯特和他的同事對海貍門牙的彩色琺瑯質(zhì)特別感興趣。他們的研究表明，它在耐酸性處理方面優(yōu)于氟化物處理的牙釉質(zhì)。(鐵的存在使牙齒變成紅褐色。)

喬斯特說：“海貍的牙齒在化學(xué)性質(zhì)上與我們的不同，在結(jié)構(gòu)上也沒有區(qū)別?！吧飳W(xué)已經(jīng)向我們展示了如何改善我們的牙釉質(zhì)。我們所謂的‘晶界工程’策略——關(guān)注納米線周圍的區(qū)域——照亮了我們使用氟化物來改善當(dāng)前治療的方式?！?

這篇科學(xué)論文的標(biāo)題是“非粒間相控制嚙齒動物牙釉質(zhì)的性質(zhì)”。

一篇相關(guān)的論文將于本周發(fā)表在《生理學(xué)前沿》雜志上。

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