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,但是西北大學的一項新研究表明,海貍確實可以在牙齒的化學結(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)是一種非常復雜的結(jié)構(gòu),這使得其研究具有挑戰(zhàn)性。Joester的團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、材料科學與工程副教授喬斯特說:“我們在了解牙釉質(zhì)(牙齒的保護外層)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。麥考密克工程和應用科學學院。
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?!拔覀儼l(fā)現(xiàn)它是為數(shù)不多的提供多樣性的離子之一,在保護方面確實有所不同。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》雜志上。
齲齒-更廣為人知的是蛀牙-是由細菌引起的牙齒破損。(“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。
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前治療的方式?!?
這篇科學論文的標題是“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《生理學前沿》雜志上。
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