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

Шотландия призывает волков, чтобы сохранить леса и климат
Шотландия призывает волков, чтобы сохранить леса и климат

Новое исследование ученых из Университета...

Апеннинские медведи борются за выживание из-за слабой батарейки
Апеннинские медведи борются за выживание из-за слабой батарейки

Апеннинский бурый медведь, или марсиканск...

Как стерхи вернулись: история успеха экологического проекта
Как стерхи вернулись: история успеха экологического проекта

Якутские ученые, изучающие птиц, насчитали око...

Масляные секреты червей: как химия поверхности меняет их жизнь
Масляные секреты червей: как химия поверхности меняет их жизнь

Новое исследование показало, как устроена...

Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ
Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ

Профессор Елена Корочкина из Санкт-Петерб...

SciAdv: Секрет меха белого медведя может спасти от наледи лопасти и крылья
SciAdv: Секрет меха белого медведя может спасти от наледи лопасти и крылья

Природная способность меха белого медведя прот...

Биологи спрогнозировали численность вредителей леса с точностью до 90%
Биологи спрогнозировали численность вредителей леса с точностью до 90%

Биологи вывели математическое уравнение, котор...

Магнитные бури мешают простейшим животным кушать и размножаться
Магнитные бури мешают простейшим животным кушать и размножаться

Нейробиологи установили, что высокая солн...

Синие кольца на деревьях и кустарниках говорят о холодах в прошлом
Синие кольца на деревьях и кустарниках говорят о холодах в прошлом

Когда наступают холода, даже крепкие деревья и...

WOAH: В Германии впервые с 1988 года наблюдается вспышка ящура
WOAH: В Германии впервые с 1988 года наблюдается вспышка ящура

Правительство Великобритании усилило меры биол...

Nature Food: Ученые обосновали академическую ценность навоза
Nature Food: Ученые обосновали академическую ценность навоза

Исследователи использовали данные о навоз...

NatComm: В щупальцах осьминога больше нейронов, чем в мозге
NatComm: В щупальцах осьминога больше нейронов, чем в мозге

Щупальца осьминогов двигаются с невероятн...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
Математика против вирусов: как ученые СПбГУ научились предсказывать эпидемии
Математика против вирусов: как ученые СПбГУ научились предсказывать эпидемии
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Т-клетки и В-клетки: новые герои в борьбе с раком
Т-клетки и В-клетки: новые герои в борьбе с раком
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Почему одни помнят сны, а другие нет? Ученые нашли ответ
Почему одни помнят сны, а другие нет? Ученые нашли ответ
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении
От мигрени до Альцгеймера: что значат гормоны для мозга
От мигрени до Альцгеймера: что значат гормоны для мозга
Тайны диатомовых водорослей: что происходит, когда вода становится соленой
Тайны диатомовых водорослей: что происходит, когда вода становится соленой
Nature Genetics: Тайны ДНК помогут понять, что на самом деле вызывает рак
Nature Genetics: Тайны ДНК помогут понять, что на самом деле вызывает рак
Мозг и микросхемы: нижегородские ученые учат электронику бороться с эпилепсией
Мозг и микросхемы: нижегородские ученые учат электронику бороться с эпилепсией
Электричество против воспаления: ученые упростили лечение мочекаменной болезни
Электричество против воспаления: ученые упростили лечение мочекаменной болезни

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
Круглый стол «Наука продвигать» пройдёт в эту субботу
Московский Политех внедряет ИИ для повышения эффективности приемной кампании и трансформации обучения