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坚硬的釉质也有脆弱的一面!
日期:2018/02/15

食物会在牙齿上留下永久的痕迹。牛咀嚼草,老虎撕咬生肉和人类咀嚼玉米片后都会在牙齿珐琅质上留下上微小的划痕和缺口。在微尺度检查这些标记–也就是研究人员所称的“微痕”,引发了关于牙本质和人类祖先饮食的新发现。

目前一组研究人员对牙齿进行了更仔细的研究,并记录了咀嚼对形成牙釉质纳米结构的影响。此项研究意义深远,将来可能会为人们带来更好的牙科护理,同时也成为了科学家研究牙齿化石以及生物工程的未来材料的新工具。

这项工作是中国成都西南交通大学摩擦学研究所的夏静博士在钱林茂教授和周仲荣教授的指导下完成的。同时他们与美国阿肯色大学的研究人员,人类学杰出教授Peter Ungar教授和无机化学RyanTian副教授协同合作。研究结果发表在《Journal of the Royal Society: Interface》上。

研究人员利用高能显微镜观察了不同种类的磨损对形成牙釉质的纳米结构的影响。牙釉质由带状的纳米颗粒组成,称为羟基磷灰石微晶,它们相互堆叠,由蛋白质粘合在一起。

“磷灰石微晶釉作为搪瓷的基本单位,其厚度小于人类头发的1/1000,”Ungar说,“迄今为止,大多数关于牙齿磨耗的研究都集中在更大范围的效果上,但我们必须在更精细的水平上研究牙釉质,以便真正了解我们身体中最坚硬的组织是如何抵御磨损的。”

 (plucking:拔出  deformation:变形  fragmentation:碎片化)

研究人员使用不同类型材料制成的尖端将压力施加在用于矫正的磨牙上,这些磨牙是由于正畸目的拔除的。通过刮擦牙齿,将尖端在其表面移动来模拟牙齿在咀嚼过程中互相移动的动作。还通过缩进牙齿表面,将尖端压在釉质以模拟压碎食物引起的压力。

研究人员发现在各压力级别下,划痕对牙齿造成的伤害要比压入的多,但这两种压力均导致了三种不同的损伤。当晶体彼此分离时就会发生“拔出”现象。在牙釉质上施加更大的压力会导致“变形”,或者是晶粒的弯曲和挤压。在更高水平的压力下,将微晶保持在一起的化学键将断裂,即“碎片化”。

针对咀嚼的这项研究将对从临床牙科到进化生物学到生物医学等产生广泛影响

(文章来源 News Center UNLV, 由《世界牙科技术》编译)

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