Написано AZoNano

Исследователи KAIST использовали атомно-силовую микроскопию для количественной оценки того, как кислые и сладкие напитки влияют на эмаль зубов человека на наноразмерном уровне.

Этот новый подход полезен для измерения механических и морфологических изменений, которые происходят с течением времени во время эрозии эмали, вызванной напитками.

Эмаль – это твердое вещество белого цвета, которое образует наружную часть зуба. Это самое твердое вещество в организме человека, даже сильнее, чем кость. Его упругая поверхность на 96 процентов состоит из минералов, что является самым высоким процентом среди всех тканей тела, что делает его долговечным и устойчивым к повреждениям. Эмаль действует как барьер для защиты мягких внутренних слоев зуба, но может стать подверженной деградации кислотами и сахарами.

Эрозия эмали происходит, когда зубная эмаль чрезмерно подвержена чрезмерному потреблению кислой и сладкой пищи и напитков. Потеря эмали, если ее не лечить, может привести к различным состояниям зубов, включая пятна, переломы, чувствительность и просвечивание.

Как только зубная эмаль повреждена, ее нельзя вернуть. Поэтому тщательные исследования того, как эрозия эмали начинается и развивается, особенно на начальных этапах, имеют высокую научную и клиническую значимость для поддержания здоровья зубов.

Исследовательская группа во главе с профессором Сунгбумом Хонгом из Департамента материаловедения и инженерии в KAIST сообщила о новом методе применения методов атомно-силовой микроскопии (АСМ) для изучения наноразмерных характеристик этой ранней стадии эрозии эмали. Это исследование было введено в Журнал механического поведения биомедицинских материалов (JMBBM) 29 июня.

AFM – это сканирующая зондовая микроскопия (SPM) с очень высоким разрешением, с продемонстрированным разрешением порядка долей нанометра (нм), равного одной миллиардной части метра. АСМ генерирует изображения путем сканирования небольшого кантилевера по поверхности образца, и это может точно измерить структуру и механические свойства образца, такие как шероховатость поверхности и модуль упругости.

Соавторы исследования, д-р Панпан Ли и доктор Чунгик О, выбрали три коммерчески доступных напитка: Coca-Cola ^® Sprite ^® и Minute Maid ^® апельсиновый сок и зубная эмаль со временем погружают в эти напитки для анализа их воздействия на зубы человека и контроля процесса травления на зубной эмали.

Пять здоровых моляров человека были получены от добровольцев в возрасте от 20 до 35 лет, которые посетили клинику KAIST. После удаления зубы были сохранены в дистиллированной воде перед экспериментом. Напитки были куплены и открыты непосредственно перед экспериментом с погружением, и команда использовала AFM для измерения топографии поверхности и карты модуля упругости.

Исследователи наблюдали, что шероховатость поверхности зубной эмали значительно увеличивалась с увеличением времени погружения, в то время как модуль упругости поверхности эмали резко уменьшался.

Было продемонстрировано, что поверхность эмали шероховата в пять раз больше, когда она была погружена в напитки на 10 минут, и что модуль упругости зубной эмали был в пять раз ниже после пяти минут в напитках.

Кроме того, исследовательская группа обнаружила преимущественное травление в поцарапанной зубной эмали. Чистка зубов слишком сильно, и зубные пасты с полирующими частицами, которые рекламируются для удаления зубных биопленок, могут вызвать царапины на поверхности эмали, которые могут быть предпочтительными местами для травления, показало исследование.

Профессор Хонг сказал: « Наше исследование показывает, что АСМ является подходящим методом для количественного определения вариаций морфологии и механических свойств эрозии зубов на наноразмерном уровне ».

Эта работа была поддержана Национальным исследовательским фондом (NRF), Министерством науки и ИКТ (MSIT) и Корейским институтом KUSTAR-KAIST.

Стоматолог в клинике KAIST, доктор Суэйн Чо, доктор Сангмин Шин из Smile Well Dental и профессор Кац-Кюн Ким из Сеульской национальной университетской школы стоматологии также сотрудничали в этом проекте.

Источник: https://www.kaist.ac.kr/en/