Diş minesi ömür boyu nasıl dayanır? Derimizi kesersek veya bir kemiği kırarsak, bu dokular kendi kendini onarır; vücudumuz yaralanmalardan kurtulmada mükemmeldir.
Bununla birlikte, diş minesi yenilenemez ve ağız boşluğu düşmanca bir ortamdır.
Diş minesi her öğünde inanılmaz bir baskı altına girer; ayrıca hem pH hem de sıcaklıktaki aşırı değişiklikleri atlatır.
Bu olumsuzluğa rağmen çocukken geliştirdiğimiz diş minesi gün boyu bizimle kalır.
Araştırmacılar, emayenin bir ömür boyu işlevsel ve sağlam kalmayı nasıl başardığıyla uzun zamandır ilgileniyorlar.
Son çalışmanın yazarlarından biri olan Wisconsin-Madison Üniversitesi’nden Prof. Pupa Gilbert’in dediği gibi, “Yıkıcı başarısızlığı nasıl önler?”
emayenin sırları
Emaye, hidroksiapatit kristallerinden oluşan emaye çubuklardan oluşur. Bu uzun, ince emaye çubuklar yaklaşık 50 nanometre genişliğinde ve 10 mikrometre uzunluğundadır.
En son görüntüleme teknolojisini kullanarak, bilim adamları diş minesindeki bireysel kristallerin nasıl hizalandığını görselleştirebildiler. Prof. Gilbert’in tasarladığı tekniğe polarizasyona bağlı görüntüleme kontrastı (PIC) eşleme adı verilir.
PIC haritalamanın ortaya çıkmasından önce, mineyi bu düzeyde ayrıntıyla incelemek imkansızdı. Gilbert, “[Y]ou, bireysel nanokristallerin yönünü renkli olarak ölçebilir ve görselleştirebilir ve aynı anda milyonlarcasını görebilir,” diye açıklıyor.
Emaye gibi karmaşık biyominerallerin mimarisi, bir PIC haritasında çıplak gözle hemen görünür hale gelir.
Araştırmacılar diş minesinin yapısını incelediklerinde kalıpları ortaya çıkardılar. Gilbert, “Genel olarak, her çubukta tek bir yönlenme olmadığını, bitişik nanokristaller arasındaki kristal yönlerinde kademeli bir değişiklik olduğunu gördük” diye açıklıyor. “Ve sonra soru şuydu: ‘Bu yararlı bir gözlem mi?'”
Kristal oryantasyonunun önemi
Ekip, kristal hizalamasındaki değişikliğin diş minesinin strese tepki verme şeklini etkileyip etkilemediğini test etmek için MIT’den Prof. Markus Buehler’den yardım aldı. Bir bilgisayar modeli kullanarak, bir kişi çiğnediğinde hidroksiapatit kristallerinin deneyimleyeceği kuvvetleri simüle ettiler.
Modelin içinde, iki kristal bloğu yan yana yerleştirdiler, böylece bloklar bir kenar boyunca değdi. İki bloğun her birindeki kristaller hizalandı, ancak diğer blokla temas ettikleri yerde, kristaller bir açıyla buluştu.
Araştırmanın ortak yazarı Cayla Stifler, orijinal PIC eşleme bilgilerine geri döndü ve bitişik kristaller arasındaki açıları ölçtü. Milyonlarca veri noktası oluşturduktan sonra Stifler, yanlış yönelimin en yaygın boyutunun 1 derece olduğunu ve maksimum değerin 30 derece olduğunu buldu.
Bu gözlem simülasyonla aynı fikirdeydi – daha küçük açılar çatlakları daha iyi saptırıyor gibi görünüyor.
Artık çatlakların nano ölçekte saptırıldığını ve bu nedenle çok uzağa yayılamayacağını biliyoruz. Dişlerimizin değiştirilmeden ömür boyu dayanabilmesinin nedeni budur.
