การเคลือบนั้นซับซ้อนมาก แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะลอกเลียนแบบ เว็บสล็อตใหม่ล่าสุด แตกง่าย ทีมวิศวกรดึงมันออกไปอยู่ดี
BY ลอเรน เจ. ยัง | เผยแพร่เมื่อ 8 กุมภาพันธ์ 2022 18:28 น
สุขภาพ
ศาสตร์
กองโมเดลฟันกรามขาว
เคลือบฟันเป็นเนื้อเยื่อชีวภาพที่แข็งที่สุดในร่างกายมนุษย์ แต่เมื่อมันหายไปก็แทบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะกู้คืน Kev Bation/Unsplash
ทุกวันคุณบดฟันและพวกเขาก็ทน ในขณะที่คุณบดอาหารแข็งหรือกัดฟันกรามของคุณเมื่อคุณเครียด คุณสามารถขอบคุณเกราะนาโนที่ช่วยปกป้องฟันขาวที่เป็นไข่มุกของคุณ นั่นคือ เคลือบฟันของคุณ ชั้นนอกสุดซับซ้อนบนพื้นผิวฟันที่มีความหนาเพียงไม่กี่มิลลิเมตรนี้ ช่วยให้คุณบด ฉีก และเคี้ยวได้โดยไม่เจ็บต่อเนื้อเยื่อที่บอบบางด้านล่างอย่างต่อเนื่อง
เคลือบฟันเป็นเนื้อเยื่อชีวภาพที่ยากที่สุด
ในร่างกายมนุษย์ (และยังดูสวยงามภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ) นักวิทยาศาสตร์ด้านทันตกรรมได้สำรวจวิธีการสร้างโครงสร้างที่บางแต่แข็งแรงเพื่อการปกป้องที่ยาวนานขึ้นเพื่อให้ฟันแข็งแรง ตอนนี้ทีมวิศวกรได้ก้าวเข้ามาใกล้มากขึ้น
นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุและวิศวกรเคมีจากมหาวิทยาลัย Beihang มหาวิทยาลัยปักกิ่ง และมหาวิทยาลัยมิชิแกน ได้สร้างสารเคลือบฟันสังเคราะห์ที่แข็งแรงกว่าที่พบในฟันของเรา พวกเขาอธิบายความสำเร็จสูงสุดของพวกเขาในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 3 กุมภาพันธ์ในScience เคลือบฟันแบบไบโอมิเมติกได้รับการออกแบบตามการออกแบบดั้งเดิมของธรรมชาติ แต่ได้รับการปรับแต่งในห้องปฏิบัติการเพื่อให้ทนทานต่อการสึกหรอมากยิ่งขึ้น ในขณะที่วิศวกรคนอื่นๆ สามารถสร้างบางส่วนของชั้นนอกที่แข็งนี้ขึ้นมาใหม่ได้ วิธีการใหม่นี้พิจารณาทั้งส่วนประกอบที่แข็งและยืดหยุ่นเพื่อให้ใกล้เคียงกับองค์ประกอบและโครงสร้างของสารจริงมากขึ้น
Hewei Zhao ผู้เขียนหลักของบทความและวิศวกรเคมีที่มหาวิทยาลัย Beihang ในกรุงปักกิ่งเขียนว่า “เคลือบฟันมีคุณสมบัติในการต้านทานการสั่นไหวและความเสียหายจากการเสียรูปสำหรับบริการที่มีเวลานานเป็นพิเศษ” เขียนในอีเมล “คุณสมบัติเหล่านี้ถือเป็นการประนีประนอม สิ่งนี้ไม่ปกติในวัสดุ [ที่มนุษย์สร้างขึ้น] และทำให้เรามีแรงจูงใจในการศึกษาเรื่องนี้”
[ที่เกี่ยวข้อง: ในที่สุดเราก็รู้แล้วว่าทำไมฟันกรามถึงโตเป็นผู้ใหญ่ ]
เคลือบมีการป้องกันจากการสวดมนต์ของความผิดในช่องปาก มันถูกโจมตีอย่างต่อเนื่องโดยการโจมตีของกรดและเบสจากอาหารและเครื่องดื่ม และต่อสู้กับแบคทีเรียใหม่และการเปลี่ยนแปลงในไมโครไบโอมของปาก ไม่ต้องพูดถึงว่าเคลือบฟันสามารถขูดได้จากการแปรงฟันและการกรอฟันตามปกติ “สภาพแวดล้อมมีความก้าวร้าวมาก” Nichola ‘s Kotovวิศวกรเคมีแห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกนและผู้เขียนร่วมในหนังสือพิมพ์กล่าว
เวลา การสึกหรอ และการสลายตัวจะทำให้เกิดรูทะลุผ่านชั้นนอกของฟัน ส่งผลให้เกิดฟันผุและปัญหาทางทันตกรรมอื่นๆ Janet Moradian-Oldakนักชีวเคมีและศาสตราจารย์ประจำคณะทันตแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิส ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยนี้ อธิบายว่าไม่เหมือนกระดูกหักที่เยื่อบุป้องกันของเคลือบฟันไม่สามารถซ่อมแซมตัวเอง ได้
อันที่จริงเคลือบฟันนั้นปราศจากเซลล์ที่มีชีวิต
Moradian-Oldak อธิบาย “เมื่อถึงเวลาที่ฟันงอกออกมาจากเหงือก เซลล์ที่สร้างสารเคลือบที่เรียกว่าอะ มีโลบลา สต์ก็จะตาย” เธอกล่าว ปัจจุบันเธอกำลังทดสอบวิธีการปลูกเคลือบฟันใหม่ด้วยเปปไทด์ไฮโดรเจลแต่ยอมรับว่าการวิจัยทางทันตกรรมถือเป็นความท้าทายครั้งใหญ่
ความแข็งแกร่งส่วนหนึ่งของอีนาเมล—และเหตุผลว่าทำไมจึงลอกเลียนแบบได้ยาก—มาจากโครงสร้างที่ซับซ้อนและสลับซับซ้อน ป้อมปราการที่มีแร่ธาตุสร้างจากท่อเล็กๆ ที่เชื่อมต่อถึงกันที่เรียกว่าแท่งนาโน ซึ่งบรรจุด้วยโครงตาข่ายของแคลเซียมไฮดรอกซีอะพาไทต์ ซึ่งเป็นแร่แคลเซียมฟอสเฟตชนิดหนึ่ง Moradian-Oldak กล่าวว่า “คริสตัลเป็นสิ่งที่ทำให้มันมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว
ภาพกล้องจุลทรรศน์สองภาพประกบกันโครงสร้างเคลือบฟันแท้เผยให้เห็นแท่งยาว
(ซ้าย) การสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ( SEM ) ภาพเคลือบฟัน (ขวา) กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน ( TEM ) ของเคลือบฟัน Lin Guo, School of Chemistry, Beihang University, China
คริสตัลขนาดนาโนเหล่านี้ถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นปริซึม โดยแต่ละผลึกจะสานและพันเข้าด้วยกัน Moradian-Oldak กล่าว “มันเหมือนกับปาเก็ตตี้แห้งหนึ่งกำมือก่อนที่คุณจะโยนมันลงในหม้อ” เธอกล่าว แต่โครงสร้างแท่งนาโนที่เป็นผลึกแข็งสามารถแตกได้โดยไม่ต้องมีแผ่นรองเสริมใดๆ ขณะที่แรงเคี้ยวกระทบแท่งนาโน ชั้นอสัณฐานที่ทำจากแมกนีเซียม โปรตีน และสารประกอบอื่นๆ จะดูดซับแรงกระแทกและแรงกดเพื่อไม่ให้แท่งหัก
“เส้นนาโนเล็ก ๆ เหล่านี้หรือสปาเก็ตตี้แห้งแต่ละเส้นถูกปกคลุมด้วยวัสดุอสัณฐาน” Moradian-Oldak กล่าว “วัสดุที่ยืดหยุ่นได้คือวัสดุที่อ่อนนุ่มและแข็งนั้นเปราะบาง แต่สิ่งที่เคลือบฟันมีอยู่จริงคือมีทั้งสองอย่างรวมกัน” ความยืดหยุ่นเล็กน้อยของสารอสัณฐานเป็นองค์ประกอบสำคัญในการจัดลำดับชั้นที่ช่วยให้เคลือบฟันมีความแข็งแรงทางกล Kotov กล่าว
“สิ่งสำคัญสำหรับโครงสร้างทางชีววิทยาคือไม่ได้มีคุณสมบัติเพียงอย่างเดียว แต่ยังมีคุณสมบัติหลายอย่างที่ต้องปรับให้เหมาะสมในเวลาเดียวกัน และเคลือบฟันเป็นหนึ่งในสิ่งมหัศจรรย์ทางชีววิทยาเหล่านั้น” เขากล่าว
Zhao เขียนเพื่อประกอบเคลือบฟันเทียม วิศวกรได้สร้างสายนาโนคริสตัลไฮดรอกซีอะพาไทต์ที่เรียงตัวกันแน่นและเคลือบด้วยเซอร์โคเนียมไดออกไซด์ ซึ่งเป็นวัสดุแมกนีเซียมอสัณฐานที่แข็งแรงยิ่งขึ้น การปรับแต่งและปรับเนื้อหาฟิลเลอร์นี้ทำให้สารเคลือบสังเคราะห์ “เท่ากันหรือดีกว่า” กว่าสารเคลือบของมนุษย์ Kotov กล่าว “การศึกษาที่ผ่านมาสามารถทำซ้ำเคลือบฟันด้วยแท่งนาโนที่เป็นผลึกเต็มรูปแบบ ซึ่งทำงานได้ดีพอสมควร … แต่ยังไม่ดีเท่าเมื่อ [ทีมของเรา] เพิ่มชั้นของเฟสอสัณฐาน การศึกษานี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนและน่าเชื่อถืออย่างยิ่งว่าสามารถหาวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงดังกล่าวได้ในเวอร์ชันมหภาค” เขากล่าว เว็บสล็อตใหม่ล่าสุด และ สล็อตแตกง่าย
