Diş Minesi Bir Ömür Boyu Nasıl Kalır?
Diş minesi insan vücudundaki en zor maddedir, fakat şimdiye kadar hiç kimse bir ömür boyu nasıl dayanabileceğini bilmiyordu. Yakın tarihli bir çalışmanın yazarları, emayenin sırrının, kristallerin kusurlu uyumunda yattığına karar verdiler.
Derimizi kesersek veya kemiği kırarsak, bu dokular kendilerini tamir eder; Vücudumuz yaralanmalardan kurtulmada mükemmeldir.
Bununla birlikte, diş minesinin yenilenmesi mümkün değildir ve ağız boşluğu düşmanca bir ortamdır.
Her öğün, emaye inanılmaz stres altında bırakılır; ayrıca pH ve sıcaklıktaki aşırı değişiklikleri de zayıflatır.
Bu sıkıntıya rağmen çocukken geliştirdiğimiz diş minesi günümüzde yanımızda.
Araştırmacılar, emenin bir ömür boyu işlevsel ve sağlam kalmayı nasıl başardıklarıyla uzun zamandır ilgileniyorlar.
Son çalışmanın yazarlarından biri olarak, Wisconsin-Madison Üniversitesi'nden Prof. Pupa Gilbert “Felaket başarısızlığını nasıl önler?” Diye belirtti.
Diş Minesindeki Sır Nedir?
Cambridge'deki Massachusetts Institute of Technology'deki (MIT) araştırmacıların ve Pittsburgh Üniversitesi'nin (PA) araştırmacılarının desteğiyle Prof. Gilbert, emaye yapısını detaylı olarak inceledi.
Bilim adamları ekibi, çalışmasının sonuçlarını Nature Communications dergisinde yayınladı .
Emaye, hidroksiapatit kristallerinden oluşan emaye çubuklardan oluşur. Bu uzun, ince emaye çubuklar, yaklaşık 50 nanometre genişliğinde ve 10 mikrometre uzunluğundadır.
Son teknoloji görüntüleme teknolojisini kullanarak, bilim adamları diş minesindeki bireysel kristallerin nasıl hizalandığını görebiliyorlardı. Prof. Gilbert'in tasarladığı tekniğe polarizasyona bağlı görüntüleme kontrastı (PIC) eşlemesi adı verilir.
PIC haritalamanın ortaya çıkışından önce, bu kadar ayrıntılı bir düzeyde emaye çalışması imkansızdı. “[Y], tek tek nanokristallerin yönelimini renkli olarak ölçebilir ve görselleştirebilir ve aynı anda milyonlarca kişiyi görebilir” dedi.
"Emaye gibi karmaşık biyominrallerin mimarisi, PIC haritasında çıplak gözle hemen görünür hale geliyor."
Emayenin yapısını gördüklerinde, araştırmacılar kalıpları ortaya çıkardılar. Gilbert, “Genel olarak, her bir çubukta tek bir yönelim olmadığını, bitişik nanokristaller arasında kristal yönelimlerinde kademeli bir değişiklik olduğunu gördük” dedi. “Ve sonra soru, 'Bu yararlı bir gözlem mi?' İdi.”
Kristal Oryantasyonunun Önemi
Kristal uyumundaki değişimin, emenin strese cevap verme şeklini etkileyip etkilemediğini test etmek için ekip, MIT'den Prof. Markus Buehler'den yardım istedi. Bir bilgisayar modeli kullanarak, bir kişi çiğnerken hidroksiapatit kristallerinin yaşayacağı güçleri simüle ettiler.
Modelin içine, yan yana iki kristal bloğu yerleştirdiler, böylece bloklar bir kenara değdi. İki bloğun her birinin içindeki kristaller aynı hizada, ancak diğer blokla temas ettikleri yerde, kristaller bir açıyla karşılaştı.
Birkaç deneme boyunca, bilim adamları iki kristal bloğunun buluştuğu açıyı değiştirdiler. Araştırmacılar iki bloğu buluştukları arayüzde mükemmel bir şekilde hizaladılarsa, baskı uyguladıklarında bir çatlak belirir.
Bloklar 45 derecede toplandığında, benzer bir hikayeydi; arayüzde bir çatlak belirdi. Bununla birlikte, kristaller sadece biraz yanlış hizalandığında, arayüzey çatlağı saptırdı ve yayılmasını önledi.
Bu bulgu daha fazla araştırmaya yol açtı. Daha sonra, Prof. Gilbert maksimum esneklik için mükemmel arayüz açısını belirlemek istedi. Ekip bu soruyu araştırmak için bilgisayar modellerini kullanamadı, bu yüzden Prof. Gilbert evrime güven duydu. “İdeal bir yanlış yönlendirme açısı varsa, bahse girerim ki ağızlarımızdaki odur” dedi.
Araştırmak için yardımcı yazar Cayla Stifler orijinal PIC haritalama bilgilerine geri döndü ve bitişik kristaller arasındaki açıları ölçtü. Milyonlarca veri noktası oluşturduktan sonra, Stifler 1 derecenin en yaygın yanlış boyutlandırma olduğunu ve maksimum seviyenin 30 derece olduğunu buldu.
Bu gözlem simülasyon ile aynı fikirdeydi - daha küçük açılar çatlakları engelleyebilecek daha iyi görünüyor.
“Artık, çatlakların nano ölçekte saptığını biliyoruz ve bu nedenle çok fazla yayılamazlar. Dişlerimizin değiştirilmeden ömür boyu sürmesinin nedeni budur.”