ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали

Болтливые белки, очаровательные нутрии и хлопающие хвостами бобры, а также некоторые другие грызуны имеют оранжево-коричневые передние зубы.

Исследователи опубликовали в журнале ACS Nano изображения резцов грызунов с высоким разрешением, позволяющие на атомном уровне рассмотреть эмаль и ее покрытие. Они обнаружили крошечные карманы богатых железом материалов в эмали, которые формируют защитный экран для зубов, но, что важно, не способствуют появлению оранжево-коричневого оттенка — новое открытие, которое может улучшить состояние зубов у людей.

Зубы человека и животных покрыты сложным кристаллическим веществом, называемым эмалью. И хотя эмаль — самая твердая ткань в нашем организме, у грызунов она еще тверже. Их постоянно растущие резцы имеют дополнительный внешний слой кислотоустойчивой эмали, богатой железом. Ранее исследователи предполагали, что этот богатый железом материал также ответственен за поразительный оранжево-коричневый цвет резцов многих грызунов. Однако микроскопическая структура богатой железом эмали не была описана в достаточном объеме. Чтобы узнать больше о составе зубной эмали грызунов, Весна Срот и ее коллеги сделали снимки высокого разрешения резцов нескольких видов.

Исследователи собрали резцы грызунов, живущих в разных условиях: бобров, нутрий, белок, сурков, крыс, полевок и мышей. Для изучения структуры, элементного состава и цветопередачи эмали были взяты тонкие срезы с разных участков зубов и подготовлены для визуализации с помощью оптической микроскопии, 3D-томографии с фокусированным ионным пучком и сканирующей просвечивающей электронной микроскопии.

Ученые получили изображения с микро- и наноразмерным разрешением:

  • Сначала клетки, синтезирующие компоненты эмали, производят частицы белков-накопителей железа шириной 6-8 нанометров, называемых ферритинами, которые являются источником ионов железа в зрелой эмали.
  • По мере созревания и затвердевания эмали перед прорезыванием зубов из десен железосодержащий ферригидритоподобный материал перемещается во внешний слой эмали, занимая пустые пространства между кальцийсодержащими кристаллами гидроксиапатита.
  • Микроструктура богатой железом эмали содержит вытянутые карманы нанометрового размера, заполненные небольшим количеством ферригидритоподобного материала, который способствует кислотоустойчивости, хотя заполненные карманы составляют менее 2% от объема богатой железом эмали.
  • Хотя эти результаты свидетельствуют о том, что у разных видов грызунов внешний слой эмали, богатый железом, формируется одинаково, глубина этого слоя у разных видов различна: у мышей он самый тонкий, а у нутрий — самый толстый.
  • Наконец, интенсивный оранжево-коричневый цвет резцов грызунов обусловлен не заполненными карманами в эмали, как считалось ранее, а тонким поверхностным слоем, состоящим из ароматических аминокислот и неорганических минералов.

Исследователи предполагают, что добавление небольшого количества ферригидритоподобных или других бесцветных биосовместимых минералов железа в средства по уходу за зубами может обеспечить исключительную защиту зубной эмали человека. Кроме того, включение небольшого количества гидроксидов железа в синтетическую эмаль может обеспечить более долговечные пломбы для человеческих зубов.

17.04.2024


Подписаться в Telegram



Биосфера

TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем

Есть много анекдотов о том, как дики...

FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными

Раньше африканские гигантские крысы умели нахо...

JVIM: ИИ находит шумы в собачьем сердце с точностью 90%
JVIM: ИИ находит шумы в собачьем сердце с точностью 90%

Алгоритм, изначально разработанный для лю...

PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя
PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя

201,6 миллиона лет назад произошло массов...

RSTB: Социальные виды, включая людей, живут и размножаются дольше
RSTB: Социальные виды, включая людей, живут и размножаются дольше

Социальные виды живут дольше и размножают...

Science: Водные насекомые заменят пауков и мух в пищевой цепи
Science: Водные насекомые заменят пауков и мух в пищевой цепи

Животные должны получать достаточное количеств...

Nature Communications: Новый метод уменьшает количество пор в растениях
Nature Communications: Новый метод уменьшает количество пор в растениях

Химическое соединение, которое регулирует плот...

IPS&M: Инвазивные деревья могут приносить владельцам участков доход
IPS&M: Инвазивные деревья могут приносить владельцам участков доход

На брёвнах инвазивных деревьев можно выращиват...

AdFM: Сгруппировавшиеся фаги стали еще эффективнее бить бактерий
AdFM: Сгруппировавшиеся фаги стали еще эффективнее бить бактерий

Неожиданный результат при подготовке обра...

Science: Голодные бактерии берут своих жертв на абордаж
Science: Голодные бактерии берут своих жертв на абордаж

В мировом океане обитает множество бактерий, и...

ES&E: Пингвины в Африке охотно размножаются в искусственных гнездах
ES&E: Пингвины в Африке охотно размножаются в искусственных гнездах

Искусственные гнезда способствуют размножению ...

Vertebrate Zoology: На Мадагаскаре нашли пронзительно щебечущих лягушек
Vertebrate Zoology: На Мадагаскаре нашли пронзительно щебечущих лягушек

Исследователи обнаружили в тропических ле...

Evolution & Development: В Австралии нашли одну из самых ранних форм жизни
Evolution & Development: В Австралии нашли одну из самых ранних форм жизни

В Южной Австралии есть горный хребет. Под ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Регистрация сми на IV конгресс молодых ученых продлевается до 6 ноября
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
На старт! Внимание! MITEX!
Пироговская олимпиада для школьников по химии и биологии