Атомно-силовая микроскопия выявила наноразмерную эрозию зубов от напитков 13-08-2020 Исследователи Корейского Институт Передовых Технологий (Korea Advanced Institute of Science and Technology, KAIST), Южная Корея, использовали атомно-силовую микроскопию, чтобы количественно оценить, как кислые и сладкие напитки влияют на эмаль зубов человека на наноразмерном уровне. Этот новый подход полезен для измерения механических и морфологических изменений, которые происходят с течением времени во время эрозии эмали, вызванной напитками.
Эмаль - это твердое белое вещество, образующее внешнюю часть зуба. Это самое твердое вещество в человеческом теле, даже прочнее, чем кость. Его упругая поверхность на 96% состоит из минералов, что делает его прочным и устойчивым к повреждениям. Эмаль действует как барьер для защиты мягких внутренних слоев зуба, но может стать восприимчивой к разрушению кислотами и сахарами.
Эрозия эмали возникает, когда зубная эмаль подвергается чрезмерному употреблению кислой и сладкой пищи и напитков. Потеря эмали, если ее не лечить, может привести к различным состояниям зубов, включая пятна, переломы, чувствительность и полупрозрачность. Тщательные исследования развития эрозии эмали, особенно на начальных этапах, имеют большое научное и клиническое значение для поддержания здоровья зубов.
Группа исследователей во главе с профессором Сеунгбумом Хонгом из отдела материаловедения и инженерии KAIST сообщила о новом методе применения методов атомно-силовой микроскопии (АСМ) для изучения наноразмерных характеристик этой ранней стадии эрозии эмали.
АСМ - это тип сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) с очень высоким разрешением, с продемонстрированным разрешением порядка доли нанометра (нм), что равно одной миллиардной части метра. АСМ генерирует изображения путем сканирования небольшого кантилевера по поверхности образца, что позволяет точно измерить структуру и механические свойства образца, такие как шероховатость поверхности и модуль упругости.
Со-ведущие авторы исследования, доктор Панпан Ли и доктор Чунгик О, выбрали три имеющихся в продаже популярных напитка, апельсиновый сок Coca-Cola, Sprite и Minute Maid, и погрузили эмаль зубов в эти напитки, чтобы проанализировать их влияние на зубы человека и контролировать процесс травления зубной эмали.
Пять здоровых коренных зубов человека были получены от добровольцев в возрасте от 20 до 35 лет, посетивших клинику KAIST. После удаления зубы перед экспериментом консервировали в дистиллированной воде. Напитки были куплены и открыты прямо перед экспериментом с погружением, и команда использовала АСМ для измерения топографии поверхности и карты модуля упругости.
Исследователи заметили, что шероховатость поверхности зубной эмали значительно увеличивается по мере увеличения времени погружения, в то время как модуль упругости поверхности эмали резко снижается. Было продемонстрировано, что поверхность эмали становится шероховатой в пять раз больше, когда ее погружают в напитки на 10 минут, и что модуль упругости зубной эмали в пять раз ниже после пяти минут пребывания в напитках.
Кроме того, исследовательская группа обнаружила предпочтительное протравливание поцарапанной зубной эмали. Исследование показало, что слишком жесткая чистка зубов и зубные пасты с полирующими частицами, которые рекламируются для удаления зубного налета, могут вызвать царапины на поверхности эмали, которая может быть предпочтительным местом для травления.
Профессор Хонг сказал: "Наше исследование показывает, что АСМ является подходящей техникой для количественной характеристики изменений морфологии и механических свойств зубной эрозии на наномасштабном уровне".
Эта работа была поддержана Национальным Исследовательским Фондом, Министерством Науки и Информационных Технологий и Корейским Институтом KUSTAR-KAIST.