FAYETTEVILLE, Arkansas, EE. UU .: La comida deja rastros permanentes en los dientes. Al examinar estas marcas -o microwear-, un equipo de investigadores ha documentado los efectos de masticar las estructuras de tamaño nanométrico que componen el esmalte dental. Sus hallazgos tienen amplias implicaciones y podrían conducir a una mejor atención dental, pero también proporcionar nuevas herramientas para los científicos que estudian los dientes fósiles, así como los bioingenieros que construyen los materiales del futuro.
El Prof. Peter Ungar y el Dr. Ryan Tian de la Universidad de Arkansas trabajaron con investigadores del Tribology Research Institute en la Universidad Southwest Jiaotong en Chengdu, China, para observar los efectos del desgaste en las nanoestructuras del esmalte dental. Usando puntas hechas de diferentes tipos de material, se aplicó presión a la superficie de los molares humanos, que se habían extraído con fines ortodónticos. Los investigadores se rascaron los dientes, moviendo la punta sobre la superficie para simular la acción de los dientes moviéndose uno contra el otro durante la masticación. También sangraron la superficie del diente, presionando la punta contra el esmalte para simular la presión causada por la trituración de los alimentos.
Bajo microscopios de alta potencia, los investigadores observaron que, en cada nivel de presión, el rascado producía más daño que la mordida, pero ambos tipos de estrés daban como resultado tres tipos diferentes de daño. El desplumado se produjo cuando los cristalitos se separaron el uno del otro. Aplicar más presión sobre el esmalte conduce a la deformación, a la flexión y a la compresión de los cristalitos. A niveles incluso más altos de presión, la fragmentación se produjo cuando se rompieron los enlaces químicos que unían los cristalitos.
“Las cristalitas de hidroxapatita son las unidades fundamentales del esmalte, cada una menos de 1/1000 del grosor de un cabello humano”, dijo Ungar. “La mayoría de las investigaciones sobre el desgaste dental hasta la fecha se han centrado en los efectos a escalas mucho más grandes, pero tenemos que estudiar el esmalte en este nivel más fino para comprender realmente la naturaleza de cómo el tejido más duro de nuestro cuerpo se resiste al desgaste”.
“Los hallazgos en la química tribológica superficial pueden ayudarnos a comprender la naturaleza de los enlaces químicos interfaciales entre las nanopartículas que la Madre Naturaleza utiliza para hacer biominerales de todo tipo bajo demanda”, dijo Tian. Según los investigadores, entender los efectos de la masticación en este nivel fundamental tiene implicaciones para una amplia gama de campos, incluida la odontología clínica, la biología evolutiva y la biomedicina.
El estudio, titulado “Resistencia y desgaste de los cristales de esmalte: Respuestas a escala nanométrica de los dientes para masticar cargas”, fue publicado en línea el 25 de octubre en el Journal of the Royal Society Interface.