Mikroskopiske plantesteiner kan forårsake irreversibel skade på tannemaljen

Tannemalje, det hardeste stoffet i menneskekroppen, kan være i faresonen for gradvis og irreversibel slitasje fra å tygge grønnsaker.

Selv om plantebasert mat er en viktig del av et sunt kosthold fordi den gir fiber, vitaminer og mineraler, har et internasjonalt forskerteam funnet ut at mikroskopiske plantesteiner kjent som fytolitter kan bidra til tannslitasje over tid, noe som potensielt kan føre til hyppigere tannlegebesøk.

De utviklet kunstige blader innebygd med disse mikroskopiske partiklene og monterte dem på en enhet som simulerer trykket og glidebevegelsen ved å tygge på tannemaljeprøver levert av lokale forskere.

Ifølge resultatene av eksperimentet, publisert i Journal of the Royal Society Interface, forårsaket selv mykt plantevev permanent skade på emaljen og tap av mineraler når det interagerte med emaljen.

Det er ganske vanlig at arkeologer finner fossiliserte rester av tenner, ettersom de forblir svært godt bevart på grunn av sin utrolige hardhet og styrke, som kan overgå de beste moderne ingeniørmaterialene.

Tannemalje er sterk, men også sprø, noe som gjør den sårbar for mekanisk nedbrytning fra sprekker, som oppstår plutselig når kraften fra et bitt forårsaker at mikrosprekker sprer seg og slites, det langsomme tapet av materiale over mange år.

Forskere har utført omfattende forskning på hvordan menneskelig tannemalje brytes ned og slites ned, hva som forårsaker skaden, og hvor mye kraft som skal til for å forårsake sprekker. Imidlertid er et område som fortsatt er dårlig forstått, effekten av mikropartikler fra eksterne kilder, som støv eller mat, på emaljen.

Fytolitter er mikroskopiske silikapartikler som dannes i vevet til mange planter når røtter tar opp løselig silika fra jorden og karsystemet avsetter den i andre deler av planten.

Tidligere studier har sett på emaljeslitasje forårsaket av plantefytolitter, men resultatene har ofte vært inkonsekvente. Dessuten har disse studiene ikke klart å realistisk modellere hvordan de mange fytolittene som er innebygd i mykt plantevev, samhandler med tannemaljen under tygging.

I denne studien laget forskerne kunstige blader fra en polydimetylsiloksan (PDMS)-matrise innebygd med opalinfytolitter avledet fra hvetestengler og -blader.

Det resulterende arket, som var omtrent like tykt og stivt som den virkelige varen, ble deretter montert på en holder og gjentatte ganger kontaktet med prøver av friske visdomstenner samlet fra tannleger for å simulere glidningen og trykket ved tygging.

Fysiske og kjemiske endringer i blad- og tannemalje ble analysert ved hjelp av høyoppløselig mikroskopi og spektroskopiske teknikker.

Forskere har funnet ut at selv om fytolittene i seg selv brytes ned etter gjentatt eksponering, forverrer de fortsatt eksisterende slitasje på tannemaljen og reduserer mineralinnholdet.

Et uventet resultat var at den underliggende slitasjemekanismen viste seg å være kvasiplastisk eller permanent deformasjon som følge av svakhet i emaljens mikroskopiske struktur, snarere enn klassisk sprøbrudd.

Forskerne mener at de nye dataene om emaljenedbrytning kan hjelpe forskere med å bedre forstå dyrs kosthold, atferd, bevegelser og leveområder, og fungere som en tverrfaglig bro mellom fysiske og biologiske vitenskaper.