Многие знают, что эмаль является самым твердым веществом в человеческом организме. Также общеизвестно, что ее трудно воспроизвести искусственно. На протяжении всей истории стоматологи ремонтировали поврежденные и разрушенные зубы с помощью различных материалов. Однако вскоре у них может появиться синтетический вариант, который будет намного ближе к реальному, передает Toppress.kz со ссылкой на Esoreiter.
Команда инженеров-химиков и конструкторов изобрела новый материал, который имитирует основные свойства эмали. Он прочный и, что очень важно, слегка эластичный. Это универсальное вещество может быть использовано для укрепления переломанных костей, создания лучших кардиостимуляторов и, помимо использования в качестве замены зубной эмали, выведения пломб на новый уровень путем создания «умных зубов». Исследование этой работы было опубликовано в журнале Science.
Естественная эмаль выполняет сложную работу по защите зубов, которые постоянно подвергаются воздействию бактерий полости рта, кислой пищи, жевания и даже речи. Со временем износ увеличивается.
Вы носите один и тот же набор зубов в течение 60 лет, а может быть, и больше. Таким образом, это огромный химический и механический стресс. И в отличие от кости, эмаль не может быть восстановлена человеческим организмом, – сказал инженер-химик из Мичиганского университета и соавтор исследования Николай Котов.
Важнейшее сочетание прочности и гибкости эмали сложно воспроизвести. «Мягкие материалы, как правило, легче изготавливаются», – объясняет Котов. Секрет уникальных сбалансированных свойств эмали заключается в ее структуре. Он состоит из миллионов плотно упакованных стержней фосфата кальция, которые видны только через электронный микроскоп.
Представьте себе пачку карандашей, когда вы держите их вместе, – сказала биохимик из Университета Южной Калифорнии Джанет Морадиан-Олдак, которая не участвовала в исследовании.
Такое расположение позволяет стержням слегка сжиматься под давлением, а не разрушаться, сохраняя при этом общую конструкцию чрезвычайно прочной. Искусственная эмаль имитирует эту конфигурацию, связывая кальцийфосфатные стержни вместе с гибкими полимерными цепями.
Исследователи придали своему новому материалу форму зуба, а затем проверили, не треснет ли он при сильном нагреве и давлении. В конечном счете, команда обнаружила, что искусственная эмаль может выдерживать большую силу, чем натуральная.
Помимо очевидного потенциала в стоматологии, Котов предполагает, что материал будет использоваться для создания более совершенных и долговечных кардиостимуляторов для людей с заболеваниями сердца или для укрепления разрушающихся костей у людей с тяжелым остеопорозом. Он говорит, что материал может быть даже изменен для создания «умного зуба», протеза, содержащего датчики, которые могут синхронизироваться со смартфоном. Такое устройство могло бы отслеживать дыхание человека и бактерии во рту на предмет аномалий, что позволило бы врачам выявлять такие состояния, как диабет, до того, как пациент узнает о них.
