21.06.2015 Зубы человека должны служить ему в течение всей жизни, невзирая на нагрузки, которым они подвергаются. Однако высокая сопротивляемость дентина до сих пор еще не полностью изучена. Междисциалинарная группа, возглавляемая учеными из медицинского комплекса Шарите Берлинского Свободного Университета проанализировали сложную структуру дентина. Используя синхротроны, ученые из Берлина и из Гренобля (Франция) смогли открыть что минеральные частицы, из которых состоят зубы, имеют предварительно сжатую структуру.
    Благодаря внутреннему напряжению увеличивается сопротивление распространению трещин, а также увеличивается общее сопротивление всей биоструктуры.
    Инженеры используют такой фактор, как внутреннее напряжение для укрепления материалов в конкретных технических целях. Оказывается, что природе уже давно известен такой трюк, и она задолго до инженеров уже использовала его при конструировании наших с вами зубов! В отличие от костей которые сделаны частично из живых клеток, человеческие зубы не в состоянии сами устранить повреждения. Их основа состоит из дентина, а кости являются материалом, состоящим из минеральных наночастиц. Эти наночастицы внедрены в коллагеновые волокна белка, с которыми они тесно связаны. Такие волокна могут быть обнаружены в любом зубе, и они делают зубы жесткими и стойкими к повреждениям. Однако это не объясняет, как возможно остановить распространение трещин в зубах.
    Исследователи из Шарите работают с партнерами из Факультета Инженерных Материалов Открытого Университета Берлина и из Израильского Технологического Института в Хайфе для более полного изучения этих биоструктур. Они подвергали зубы различным испытаниям, включая микролучи и привлекали для этого Исследовательский Ускорительный Комплекс - источник синхротронного излучения третьего поколения, расположенный в Гренобле, Франция.
    Исследовательская группа обнаружила, что когда волокна коллагена сокращаются, прикрепленные минеральные частицы становятся все более и более сжатыми. «Наша группа может продемонстрировать как выглядит напряжение в минерале коллагеновых волокон при изменении влажности» - говорит д-р Поль Заслански из института имени Юлиуса Вогеля и объясняет – «Сжатое состояние помогает предотвращать трещины, и мы установили, что сжатие происходит таким образом, что трещины не могут легко добраться до внутренних частей зуба, которые могли бы повредить чувствительную мякоть. Таким образом напряжение сжатия помогает предотвратить трещины в теле зуба».
    Ученые также исследовали, что происходит, если минерализованный белок разрушается от высокой температуры: «В этом случае, дентин зубов становится значительно слабее. Поэтому мы считаем, что баланс напряжений между частицами белка имеет значение для стойкости зуба» - считает ученый Шарите Жан-Батист Форин. Результаты исследований также проливают свет на то, почему искусственные зубы, поставленные взамен натуральных, как правило, не работают с такой же эффективностью: они слишком пассивны и им не хватает механизмов, которые действуют в живых зубах, даже пломбы могут не выдержать напряжения и работать так же, как естественные зубы. «Наши результаты могут стимулировать развитие жестких керамических структур для ремонта или замены зуба» - надеется Заслански.
    Данные эксперименты состоялись в рамках проекта DFG «Биометрические Исследования Материалов на Иерархическую Структуриризацию Материалов (SPP1420)


Любое копирование и размещение в сторонних источниках материалов, опубликованных на сайте STOMATOLOGIA4.RU,  возможно только при указании АКТИВНОЙ ссылки на источник.