Эмаль является очень сложным, с точки зрения структуры, материалом, изучение которого требует внимательных и сложных исследований. Американские ученые Северо-Западного Университета стали первыми, кому однозначно удалось показать, что эта, ранее, казалось бы, аморфная и неструктурированная фаза существует на эмали. И они стали первыми, кто смог определить ее состав и структуру.
По словам профессора материаловедения и инженерии, Дерка Джоестера (Derk Joester), автора проводимых исследований, речь идет именно о внешнем защитном слое, имеющем наименьшие масштабы длины. А значит, совсем крошечном. По его словам, неструктурированный материал, который составляет только малую часть самой эмали, видимо, играет свою роль в защите от гниения зубов, а это значит, защищает от кариеса.
«Мы обнаружили, что небольшое количество ионов – среди большого их разнообразия, - действительно, играет большую роль для защиты эмали. Это магний, а в пигментированной эмали бобров и других грызунов, это железо.»
Беспрецедентное нано-исследование было опубликовано и будет продолжать изучаться. Зубной кариес, также известный как гниение зубов, - это разрушение зубов под воздействием бактерий, а само слова «кариес» по-латински значит «гнилость, гниение». Это одно из наиболее распространённых хронических заболеваний нашего времени. Оно до сих пор остается одной из самых главных проблем общественного здравоохранения, не смотря на многочисленные научные исследования и технологические разработки.
Согласно Американской Стоматологической Ассоциации, около 111 миллиардов долларов в год тратится американцами на стоматологические услуги, и значительная часть из этих средств - на лечение кариеса и его последствий. По той же статистике, от 60% до 90 % всех детей и до 100% взрослых во всем мире имеют - или имели - полости зубов.
Надо сказать, что проводя эксперименты с кроликами, мышами и крысами, ученым никогда прежде не удавалось выделить структуру вещества, окружающего «нанопровода». На этот раз было использовано самое мощное оборудование, включающее также и оптический томографический атомный зонд. Ученые подвергли зубы обработке кислотой и сделали снимки до и после экспозиции. Они обнаружили, что периферия «нанопроводов» (аморфный материал) растворилась , но не сами «нанопровода».
Тогда ученые идентифицировали аморфные биоминералы в структуре эмали, такие как железо и магний, и изучили, как они взаимодействуют - механически и химически сопротивляясь кислотам.
Особенный интерес вызвали резцы бобров, которые благодаря присутствию железа, имеют красноватый оттенок. Ученые говорят, что хотя зубы бобра химически и структурно отличаются от человеческих, биология показывает нам путь, как мы сможем улучшить нашу собственную зубную эмаль.
Стратегия, которую мы называем «инженеринг зернограничной диффузии» , показывает нам путь, как мы сможем усовершенствовать фторидные средства лечения и защиты зубной эмали. Исследования продолжаются.
