硬化牙齿海狸展示了一种改善牙釉质的方法

海狸不刷牙，也不喝含氟的水，但是西北大学的一项新研究表明，海狸确实可以在牙齿的化学结构中防止蛀牙：铁。

研究人员发现，这种彩色珐琅比传统珐琅更坚硬，更耐酸，包括用氟化物处理过的珐琅。这一发现就是其中之一，可以更好地了解人类蛀牙，早期发现疾病，改进目前的氟化物治疗方法。

有序羟基磷灰石“纳米线”层是牙釉质的核心结构，但Derk Joester和他的团队发现，它是一种围绕纳米线的材料，其中含有少量富含铁和镁的无定形矿物，并控制着牙釉质的耐酸性。和机械性能。

牙釉质是一种非常复杂的结构，这使得其研究具有挑战性。Joester的团队是第一个清楚地表明珐琅质中存在这种“无定形”或无结构阶段的团队，他们是第一个展示其确切组成和结构的阶段。

这项研究的第一作者、材料科学与工程副教授乔斯特说：“我们在了解牙釉质(牙齿的保护外层)的组成和结构方面向前迈出了一大步，牙釉质的长度尺度最小。麦考密克工程和应用科学学院。

乔斯特说：“非结构化材料只占牙釉质的一小部分，可能在蛀牙中起作用。“我们发现它是为数不多的提供多样性的离子之一，在保护方面确实有所不同。在传统的珐琅中，它是镁，在海狸和其他啮齿动物的彩色珐琅中，它是铁。”

这项史无前例的纳米级釉质成像研究将于2月13日发表在《科学》杂志上。

龋齿-更广为人知的是蛀牙-是由细菌引起的牙齿破损。(“龋齿”是拉丁语中“腐烂”的意思。尽管氟化物治疗取得了很大进展，但它仍然是最常见的慢性病之一，也是一个主要的公共卫生问题。

根据美国牙科协会的数据，美国每年在牙科服务上的支出为1110亿美元，其中很大一部分用于蛀牙和其他蛀牙问题。根据世界卫生组织的统计，全世界60%到90%的儿童和近100%的成人都有蛀牙。

在一系列关于兔子、老鼠、老鼠和海狸珐琅的实验中，乔斯特和他的同事们描绘了纳米线周围前所未有的无定形结构。他们利用强大的原子探针断层扫描和其他技术一个原子一个原子地绘制珐琅质的结构。啮齿动物的珐琅质与人类的珐琅质相似。)

研究人员酸化牙齿，并在酸暴露前后拍摄图像。他们发现纳米线的外围溶解了(无定形物质)，而不是纳米线本身。

研究人员随后在结构中发现了无定形生物矿物，如铁和镁，并了解了它们如何对牙釉质的机械硬度和耐酸性溶解做出贡献。

乔斯特和他的同事对海狸门牙的彩色珐琅质特别感兴趣。他们的研究表明，它在耐酸性处理方面优于氟化物处理的牙釉质。(铁的存在使牙齿变成红褐色。)

乔斯特说：“海狸的牙齿在化学性质上与我们的不同，在结构上也没有区别。“生物学已经向我们展示了如何改善我们的牙釉质。我们所谓的‘晶界工程’策略——关注纳米线周围的区域——照亮了我们使用氟化物来改善当前治疗的方式。”

这篇科学论文的标题是“非粒间相控制啮齿动物牙釉质的性质”。

一篇相关的论文将于本周发表在《生理学前沿》杂志上。

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