Nov 12 , 2019
¿Cómo es que el esmalte dental dura toda la vida?
El esmalte dental es la sustancia más dura del cuerpo humano, pero, hasta ahora, nadie sabía cómo logra durar toda la vida. Los autores de un estudio reciente concluyen que el secreto del esmalte reside en la alineación imperfecta de los cristales.
Si nos cortamos la piel o nos rompemos un hueso, estos tejidos se repararán solos. Nuestros cuerpos son expertos en recuperarse de una lesión. Sin embargo, el esmalte dental no puede regenerarse y la cavidad oral es un ambiente hostil. Cada vez que comemos el esmalte se somete a un estrés increíble. También resiste cambios extremos tanto en el pH como en la temperatura. A pesar de esta adversidad, el esmalte dental que desarrollamos de niños permanece con nosotros a lo largo de nuestros días.
Los secretos del esmalte.
Con la ayuda de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en Cambridge y la Universidad de Pittsburgh, PA, la profesora Pupa Gilbert examinó detalladamente la estructura del esmalte. El equipo de científicos ha publicado los resultados de su estudio en la revista
El esmalte se compone de las llamadas varillas de esmalte, que consisten en cristales de hidroxiapatita. Estas varillas de esmalte largas y delgadas tienen alrededor de 50 nanómetros de ancho y 10 micrómetros de largo.
Antes de la llegada del mapeo PIC, era imposible estudiar el esmalte con este nivel de detalle. "Usted puede medir y visualizar, en color, la orientación de nanocristales individuales y ver muchos millones de ellos a la vez", explica la profesora Gilbert.
"La arquitectura de los biominerales complejos, como el esmalte, se vuelve inmediatamente visible a simple vista en un mapa PIC".
Cuando vieron la estructura del esmalte, los investigadores descubrieron patrones. "En general, vimos que no había una sola orientación en cada barra, sino un cambio gradual en las orientaciones de cristal entre nanocristales adyacentes", explica Gilbert. "Y luego la pregunta fue: '¿Es esta una observación útil?'"
La importancia de la orientación del cristal.
Para probar si el cambio en la alineación de los cristales influye en la forma en que el esmalte responde al estrés, el equipo reclutó la ayuda del profesor Markus Buehler del MIT. Usando un modelo de computadora, simularon las fuerzas que experimentarían los cristales de hidroxiapatita cuando una persona mastica.
A lo largo de varias pruebas, los científicos alteraron el ángulo en el que se encontraban los dos bloques de cristales. Si los investigadores alinearan perfectamente los dos bloques en la interfaz donde se encontraron, aparecería una grieta cuando aplicaran presión.
Cuando los bloques se encontraron a 45 grados, fue una historia similar; Una grieta apareció en la interfaz. Sin embargo, cuando los cristales solo estaban ligeramente desalineados, la interfaz desvió la grieta y evitó que se extendiera.
Este hallazgo estimuló una mayor investigación. Luego, la Prof. Gilbert quería identificar el ángulo perfecto de interfaz para la máxima resistencia. El equipo no podía usar modelos de computadora para investigar esta pregunta, por lo que la profesora Gilbert confió en la evolución. "Si hay un ángulo ideal de desorientación, apuesto a que es el que tenemos en la boca", decidió.
Para investigar, la coautora Cayla Stifler regresó a la información de mapeo PIC original y midió los ángulos entre los cristales adyacentes. Después de generar millones de puntos de datos, Stifler descubrió que 1 grado era el tamaño más común de desorientación, y el máximo era 30 grados.
Esta observación estuvo de acuerdo con la simulación: los ángulos más pequeños parecen ser más capaces de desviar las grietas.
"Ahora sabemos que las grietas se desvían a nanoescala y, por lo tanto, no pueden propagarse muy lejos. Esa es la razón por la que nuestros dientes pueden durar toda la vida sin ser reemplazados". Prof. Pupa Gilbert
Fuente: Medical News Today
