Naukowcy stworzyli sztuczne szkliwo - twardsze od naturalnego
Naukowcy stworzyli syntetyczne szkliwo, które jest bardziej wytrzymałe od naturalnego. Trzeba pamiętać, że szkliwo jest uważane za najtwardszą tkanką organizmu.
Szkliwo cechuje się wysoką odpornością mechaniczną, dlatego tak trudno odtworzyć je w warunkach laboratoryjnych. Na przestrzeni dziejów stomatolodzy używali niemal wszystkiego do wypełniania zębów - od wosku pszczelego, przez kompozyty rtęciowe po nowoczesne materiały ceramiczne. Być może wkrótce do stomatologicznego arsenału dołączy syntetyczne szkliwo.
Naukowcy z University of Michigan wynaleźli nowy materiał, który naśladuje podstawowe właściwości szkliwa: jest mocny i elastyczny. Substancja ta może zostać wykorzystana do wzmacniania złamanych kości, a także lepszych wypełnień stomatologicznych. Wyniki opublikowano w "Science".
Poprawianie natury
Naturalne szkliwo ma za zadanie ochronę naszych zębów, ale jest obciążane przez bakterie jamy ustnej, kwaśne pokarmy, żucie, a nawet mówienie. Z biegiem czasu się degeneruje.
- Nosisz ten sam zestaw zębów przez 60 lat, a może nawet dłużej. Szkliwo jest więc poddawane ogromnemu stresowi chemicznemu i mechanicznemu. I w przeciwieństwie do kości, szkliwo nie może być regenerowane przez ludzki organizm - powiedział Nicholas Kotov z University of Michigan, główny autor badań.
Najtrudniejsze do odtworzenia są materiały twarde i elastyczne jednocześnie. Sekret szkliwa tkwi w jego strukturze - składa się ono z milionów ściśle upakowanych pręcików fosforanu wapnia, które są widoczne pod mikroskopem elektronowym. Dzięki takiemu ułożeniu kryształów, mogą one nieznacznie uginać się pod naciskiem, ale jednocześnie nie rozpadać. Sztuczne szkliwo naśladuje tę konfigurację, łącząc pręciki fosforanu wapnia z elastycznymi łańcuchami polimerowymi.
Zespół Kotova uformował nowy materiał na kształt zęba, a następnie sprawdził, czy pęknie pod wpływem wysokiego ciśnienia i temperatury. Okazało się, że substancja była wytrzymalsza od naturalnego szkliwa. Niestety, na ten moment nie wiadomo, czy stworzony materiał odwzorowuje trójwymiarową strukturę ludzkiego szkliwa.
Nowy materiał może mieć zastosowanie w stomatologii, ale także do wzmacniania kości u osób z osteoporozą. Prawdopodobnie można je też zastosować do stworzenia ulepszonych rozruszników serca i tzw. inteligentnych zębów. Takie urządzenie mogłoby monitorować oddech i bakterie w jamie ustnej pod kątem wszelkich chorobowych nieprawidłowości.
Sztuczne szkliwo to wciąż melodia przyszłości. Nie wiadomo, czy stworzony materiał byłby przystępny cenowo i biokompatybilny. To wykażą dopiero kolejne testy.
