Cildimizi keser veya bir kemik kırarsak, bu dokular kendilerini onarır; vücutlarımız yaralanmadan kurtulma konusunda mükemmel işler.
Ancak diş mine, yeniden oluşamaz ve ağız boşluğu zorlu bir ortamdır.
Her öğün, mine inanılmaz bir stresa maruz kalır; ayrıca hem pH hem de sıcaklık konusunda aşırı değişikliklere dayanır.
Buna rağmen çocukken geliştirdiğimiz diş minesinin tüm yaşam boyunca bizimle kalır.
Araştırmacılar, mine nasıl işlevsel ve sağlam kalırken ilgilenmişlerdir.
En son çalışmanın yazarlarından biri olan Wisconsin-Madison Üniversitesi’nden Prof. Pupa Gilbert, “Nasıl korkunç bir başarısızlığı engelliyor?” diyor.
Mine’nin sırları
Cambridge’deki Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) ve Pennsylvania Üniversitesi’nden araştırmacıların yardımıyla Prof. Gilbert, mine yapısına ayrıntılı bir şekilde baktı.
Bilim ekibi şimdi çalışmasının sonuçlarını Nature Communications dergisinde yayımladı.
Mine, hidroksiapatit kristallerinden oluşan enamel çubukları adı verilen şeylerden oluşur. Bu uzun, ince enamel çubukları yaklaşık olarak 50 nanometre genişliğinde ve 10 mikrometre uzunluğundadır.
Bilim insanları, diş minesindeki bireysel kristallerin nasıl hizalandığını görselleştirebilmek için son teknoloji görüntüleme teknolojilerini kullanabildiler. Prof. Gilbert tarafından tasarlanan teknik, polarizasyona bağlı görüntüleme kontrastı (PIC) haritalama olarak adlandırılır.
PIC haritalamanın ortaya çıkmasından önce, bu ayrıntı düzeyinde mine çalışmak imkansızdı. Prof. Gilbert, “[Y]üz milyonlarca nanokristalin yönlendirmesini ölçebilir ve görselleştirebilir ve renkte, aynı anda görebilirsiniz,” diyor.
PIC haritasında, mine gibi karmaşık biyominerallerin yapısı çıplak gözle hemen görünür hale gelir.
Mine yapısını incelediklerinde, araştırmacılar desenler keşfettiler. Gilbert, “Genel olarak, her çubukta tek bir yönlendirme olmadığını, ancak bitişik nanokristaller arasında kristal yönlendirmesinde aşamalı bir değişiklik olduğunu gördük,” diyor. “Ve sonra soru şuydu, ‘Bu kullanışlı bir gözlem mi?'”
Kristal yönlendirmenin önemi
Kristal hizalamasındaki değişikliğin mineye stres yanıtını nasıl etkilediğini test etmek için ekip, MIT’den Prof. Markus Buehler’den yardım aldı. Bir bilgisayar modeli kullanarak, hidroksiapatit kristallerinin bir kişi çiğnerken deneyimleyeceği kuvvetleri simüle ettiler.
Model içinde, iki kristal bloğunu yan yana yerleştirdiler, böylece bloklar bir kenardan temas etti. İki blok içindeki kristallerin her biri hizalanmıştı, ancak diğer blokla temas ettikleri yerde kristaller bir açıda buluşuyordu.
Araştırmayı incelemek için, ortak yazar Cayla Stifler, orijinal PIC haritalama bilgilerine geri döndü ve bitişik kristaller arasındaki açıları ölçtü. Milyonlarca veri noktası oluşturduktan sonra, Stifler 1 derecenin en yaygın hizalanma hatası olduğunu ve maksimumun 30 derece olduğunu buldu.
Bu gözlem, küçük açıların çatlakları daha iyi yön değiştirebileceği fikriyle uyuşuyordu.
Şimdi çatlakların nanometre ölçekte yön değiştirdiğini ve bu nedenle çok uzaklara yayılamayacağını biliyoruz. Bu, dişlerimizin değiştirilmeden ömür boyu sürebilmesinin nedenidir.
Prof. Pupa Gilbert
