Человеческие зубы тверже акульих

Автор: по материалам Газета.ru наука;
Journal of Structural Biology | July, 2012
Фото: elsevier.com и Shutterstock

Человеческие зубы благодаря своей особой микроструктуре оказались тверже зубов акулы, несмотря на то что зубная эмаль морских хищниц состоит из очень твердого минерала – фторапатита, сообщается в публикации немецких ученых в Journal of Structural Biology.

Авторы исследования, Матиас Эппле (Matthias Epple) из университета Дуйсбурга и его коллеги исследовали, как влияют неорганические вещества на свойства биологических тканей – зубов, костей, раковин.

«Хорошо известно, что эмаль зубов акулы состоит из очень твердого фторапатита (в его молекулы входят фтор, кальций, фосфор и кислород). Однако до сих пор ученые не исследовали их с помощью современных химических и физических методов», – отметил Эппле, слова которого приводятся в сообщении университета.

Снимки зубов акулы с режущими плоскостями (A; Isurus oxyrinchus; Galeocerdo cuvier) и снимок кристалла фторапатита (B)

Группа Эппле исследовала зубы тигровой акулы и более мелкой акулы-мако (Isurus oxyrinchus and Galeocerdo cuvier) с помощью сканирующего электронного микроскопа, методов рентгеноструктурного анализа, чтобы определить размеры и другие параметры кристаллов фторапатита в их эмали. Кроме того, ученые проверяли их механическую прочность.

SEM, аксиальное сечение зуба Isurus oxyrinchus, эмаль-дентинное соединение

SEM, трансверзальный срез эмали зуба Isurus oxyrinchus
SEM, трансверзальный срез дентина зуба Isurus oxyrinchus с открытыми дентинными канальцами

Результаты исследования показали, что зубы разных видов акул очень схожи по структуре, хотя они пользуются ими по-разному: например, тигровая акула «режет» ими добычу, а мако – «рвет» ее на части.

SEM, аксиальное сечение зуба Galeocerdo cuvier, эмаль-дентинное соединение

SEM, аксиальный срез зуба Galeocerdo cuvier, демонстрирующий дентинные канальцы

Внешняя часть зубов состоит из высокоминерализованной эмали из фторапатита, а внутренняя – из более эластичного дентина. Такой состав заставлял ученых полагать, что человеческие зубы должны быть «мягче».

«Эмаль зубов человека состоит из несколько менее твердого минерала – гидроксилапатита», – отметил Эппле.

Однако зубы человека, к удивлению ученых, оказались тверже.

«Это связано с особенностями микро- и наноструктуры наших зубов. Кристаллы минералов в зубах человека расположены в особом порядке, кроме того, они «склеены» друг с другом белками, которые не дают микротрещинам разрастаться», – отметил исследователь.

Сейчас группа Эппле продолжает исследовать акульи зубы, в частности изучает их возрастные изменения.

Полученные немецкими учеными результаты помогут имитировать микроструктуру зубов и создавать новые, более совершенные зубные протезы.

 

Bibliographic information: Enax et al. 2012. Structure, composition, and mechanical properties of shark teeth. Journal of Structural Biology, vol. 178, 3, pp. 290–299; doi: 10.1016/j.jsb.2012.03.012

©По материалам: www.www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1047847712001025;
www.gazeta.ru/science/news/2012/08/02/n_2465081.shtml