Phát hiện cấu trúc đặc biệt trong men răng con người

Men răng trông giống như xương, nhưng nó không thực sự là mô sống. Lớp ngoài cùng của răng bao bọc và bảo vệ các mô khác bên trong răng, hình thành khi chúng ta còn trẻ, và một khi răng được phát triển, nó không có khả năng tự sửa chữa hoặc mọc lại tự nhiên.

May mắn thay, quá trình tạo ra men răng tạo ra một chất được cho rất bền, thậm chí còn… hơn thép. Nghiên cứu mới cho thấy một cơ chế chưa từng thấy giúp cho khả năng phục hồi đặc biệt của nó.

"Chúng ta áp dụng áp lực rất lớn lên men răng mỗi khi nhai, hàng trăm lần một ngày”, nhà sinh lý học Pupa Gilbert từ Đại học Wisconsin-Madison nói.

Câu trả lời nằm ở cái mà các nhà nghiên cứu gọi là "cấu trúc ẩn" của men răng, đó là sự sắp xếp cấu trúc vô hạn của các tinh thể nano tạo nên lớp răng ngoài của chúng ta.

Những tinh thể cực nhỏ này được làm từ một loại calcium apatite gọi là hydroxyapatite. Chất khoáng tương tự cũng được tìm thấy trong răng của các sinh vật khác và các tinh thể thực sự rất nhỏ, có độ dày chưa đến một phần nghìn của một sợi tóc người.

"Trước nghiên cứu này, chúng tôi không có phương pháp để xem xét cấu trúc của men răng. Nhưng với một kỹ thuật mà trước đây tôi đã phát minh ra, được gọi là ánh xạ tương phản hình ảnh phụ thuộc phân cực (PIC), bạn có thể đo và hiển thị màu sắc theo hướng của các tinh thể nano riêng lẻ và nhìn thấy hàng triệu trong số chúng cùng một lúc”, Gilbert nói.

Phương pháp mới giúp cho kiến ​​trúc của các mẫu sinh học phức tạp có thể nhìn thấy ngay lập tức bằng mắt thường và khi làm như vậy, đã tiết lộ một điều mà các nhà khoa học chưa từng thấy trước đây.

Khi sử dụng kỹ thuật ánh xạ PIC trên răng người, các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy các tinh thể nano hydroxyapatite không được định hướng theo cách mà các nhà nghiên cứu đã giả định trước đây.

Trong men răng, các tinh thể được bó lại thành các dạng gọi là que và xen kẽ, nhưng nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra sự thay đổi dần dần về hướng giữa các tinh thể nano liền kề không được mong đợi, với sự định hướng sai lệch trong khoảng từ 1 đến 30 độ trong các tinh thể liền kề.

"Chúng tôi cho rằng việc định hướng sai của các tinh thể nano men liền kề cung cấp một cơ chế làm cứng. Nếu tất cả các tinh thể đều cùng hướng, một vết nứt ngang có thể lan truyền trên các giao diện tinh thể, trong khi nếu các tinh thể bị định hướng sai thì vết nứt chủ yếu lan truyền dọc theo các giao diện tinh thể”, các nhà nghiên cứu cho biết.

Minh Long

Theo Science Alert