Den Zahnschmelz härten

Biberzähne zeigen neue Optionen auf

EVANSTON (Biermann) – Eine neue Entdeckung von US-Forschern der Northwestern University wirft möglicherweise neues Licht auf den Zahnschmelz: Ihrer Studie zufolge leiden Biber nicht unter Zahnverfall, da in die chemische Struktur ihres Zahnschmelzes Eisen eingebaut ist.

Der pigmentierte Zahnschmelz ist sowohl härter als auch resistenter gegen Säure als herkömmlicher Zahnschmelz – auch als mit Fluorid behandelter Zahnschmelz. Diese Entdeckung könnte zusammen mit anderen zu einem besseren Verständnis der Karies sowie einem früheren Nachweis führen und die aktuellen Fluoridbehandlungen verbessern.

Schichten aus wohl geordneten Hydroxylapatit-“Nanodrähten“ stellen laut der Pressemitteilung der Northwestern University die Kernstruktur des Zahnschmelzes dar. Derk Joester und sein Team entdeckten, dass das Material, welches die Nanodrähte umgibt – wo kleine Mengen an Eisen und Magnesium reicher amorpher Mineralien lokalisiert sind – entscheidend für die Säureresistenz des Zahnschmelzes und seine mechanischen Eigenschaften ist.

Bei Zahnschmelz handele es sich um eine sehr komplexe Struktur, was die Erforschung schwierig mache, heißt es in der Mitteilung der Universität. Joesters Team sei das erste, dass eindeutig zeige, dass diese „amorphe“ oder unstrukturierte Phase im Zahnschmelz existiert. Die Forscher hätten erstmals die genaue Zusammensetzung und Struktur aufgezeigt.

„Das unstrukturierte Material, das nur einen kleinen Teil des Zahnschmelzes ausmacht, spielt wahrscheinlich bei Karies eine Rolle“, sagte Joester. „Wir entdeckten, dass es die in der Minderheit vorhandenen Ionen – diejenigen, die zu Unterschiedlichkeit führen – sind, die einen Unterschied beim Schutz ausmachen. Im regulären Zahnschmelz ist das Magnesium und im pigmentierten Zahnschmelz von Bibern und anderen Nagern ist es Eisen.“

Die Bildgebungstudie zu Zahnschmelz auf Nanoebene ist am 13. Februar im Journal „Science“ erschienen. In einer Serie von Experimenten mit Zahnschmelz von Kaninchen, Maus, Ratte und Biber stellten Joester und seine Kollegen die nie zuvor gesehene amorphe Struktur vor, die die Nanodrähte umgibt. Nager-Zahnschmelz ist den Angaben zufolge dem menschlichen Zahnschmelz ähnlich. Die Forscher bedienten sich der Atomsondentomographie und anderer Techniken, um die Zahnschmelz-Struktur Atom für Atom zu kartieren.

Sie unterzogen die Zähne der Behandlung mit Essig und erstellten vor und nach der Säure-Exposition Bilder. Dabei beobachteten sie, dass sich die Peripherie der Nanodrähte (das amorphe Material) auflöste, nicht jedoch die Nanodrähte selbst. Als nächstes identifizierten die Wissenschaftler amorphe Biomineralien in der Struktur – wie Eisen und Magnesium – und erkannten, wie sie zur mechanischen Härte und zur Säureresistenz des Zahnschmelzes beitragen.

Besonders interessierte Joester und seine Kollegen der pigmentierte Zahnschmelz der Biber-Schneidezähne. Ihre Studien zeigten, dass er Säure besser widersteht als mit Fluorid behandelter Zahnschmelz. Das Eisen im Zahnschmelz manifestiert sich in der rot-braunen Farbe.
 
„Biberzähne unterscheiden sich chemisch von unseren Zähnen, aber nicht strukturell“, sagte Joester. „Die Biologie hat uns einen Weg gezeigt, wie wir unseren Zahnschmelz verbessern können. Die Strategie zum sogenannten ,grain boundary engineering‘ – die sich auf den Bereich rund um die Nanodrähte konzentriert – beleuchtet die Art und Weise, wie wir unsere aktuelle Behandlung mit Fluorid verbessern können.“

Publikation: "Amorphous Intergranular Phases Control the Properties of Rodent Tooth Enamel." www.sciencemag.org/content/347/6223/746 ; ein damit zusammenhängender Artikel ist in den „Frontiers in Physiology“ erschienen. journal.frontiersin.org/article/10.3389/fphys.2015.00057/abstract

Quelle: Northwestern University, 12.02.2015



© MedCon Health Contents GmbH

Ihr Direktservice

Login

Warenkorb0

enthält keine Produkte


Direktbestellung

Call Back

Rückrufgrund
 
 
 
 
 

Katalog anfordern

Katalog wählen



Zuletzt angesehen

bisher keine Produkte angesehen