Европейские физики выяснили, что в зубах бобров, нутрий и прочих грызунов присутствуют небольшие бесцветные железосодержащие наночастицы, которые делают резцы этих животных необычно стойкими к развитию кариеса. Добавление их аналогов в зубную пасту улучшит ее защитные свойства, пишут исследователи в статье, опубликованной в журнале ACS Nano.

«Данное открытие также прокладывает дорогу для создания природоподобных аналогов эмали, которая будет отличаться высокой стойкостью к действию кислот и механических нагрузок. Подобные инновации произведут настоящую революцию в стоматологии и приведут к созданию полностью биосовместимых стоматологических материалов», – говорится в исследовании.

К такому выводу пришла группа европейских физиков под руководством старшего научного сотрудника Института исследования твердых тел в Штутгарте Весны Срот при изучении микроструктуры зубов большого числа грызунов, в том числе евразийских бобров, нутрий, альпийских сурков, американских серых белок, европейских полевок и обычных лабораторных мышей.

Физики собрали образцы формирующейся и уже готовой эмали из живых зубов грызунов, и проанализировали их состав и структуру при помощи спектроскопов и атомных микроскопов. Полученные учеными снимки и данные показали, что внутри эмали присутствовали скопления из наночастиц белка ферритина и связанных с ним атомов кислорода и железа. По мере созревания эмали эти структуры превращались в частицы ферригидрита, железосодержащего минерала, который заполнял поры между зернами эмали.

На долю этого минерала, как отмечают ученые, приходится всего 2% от всего объема пор между зернами гидроксиапатита, но при этом его появление резко повышает стойкость зубов грызунов к действию кислот и развитию кариеса. Что интересно, такие наночастицы при этом являются бесцветными – оранжевый и бурый цвет резцам грызунов придает не железо, как считали раньше ученые, а тонкий слой из ароматической органики и других минералов.

Как считают ученые, схожим образом можно укрепить и человеческую зубную эмаль, если разработать новые формы зубной пасты и других гигиенических продуктов, которые будут способствовать образованию частиц ферригидрита в порах между зернами гидроксиапатита. Кроме того, аналогичные структуры можно встроить в материал пломб и других материалов для стоматологии, что повысит их долговечность и защитит зубы от дальнейшего разрушения, подытожили ученые.

О зубах грызунов

Резцы многих видов грызунов обладают необычно высокой сопротивляемостью кариесу и другим повреждениям, связанным с воздействием кислот. Десять лет назад ученые из США выяснили, что это необычное свойство зубов грызунов связано с тем, что в их эмали, окрашенной в яркий оранжевый или бурый цвет, присутствует необычно много ионов железа. Данное открытие породило интерес к тому, как именно железо защищает зубы от кариеса.