Mikroskopski rastlinski kamni lahko povzročijo nepopravljivo škodo na zobni sklenini

Zobna sklenina, najtrša snov v človeškem telesu, je lahko zaradi žvečenja zelenjave ogrožena zaradi postopne in nepopravljive obrabe.

Čeprav je rastlinska hrana pomemben del zdrave prehrane, saj zagotavlja vlaknine, vitamine in minerale, je mednarodna ekipa raziskovalcev ugotovila, da lahko mikroskopski rastlinski kamni, znani kot fitoliti, sčasoma prispevajo k obrabi zob, kar lahko vodi do pogostejših obiskov zobozdravnika.

Razvili so umetne liste, v katere so vdelani ti mikroskopski delci, in jih namestili na napravo, ki simulira pritisk in drsno gibanje žvečenja vzorcev zobne sklenine, ki so jih zagotovili lokalni znanstveniki.

Glede na rezultate poskusa, objavljenega v reviji Journal of the Royal Society Interface, so celo mehka rastlinska tkiva pri interakciji s sklenino povzročila trajno poškodbo sklenine in izgubo mineralov.

Za arheologe je precej pogosto, da najdejo fosilizirane ostanke zob, saj so zaradi neverjetne trdote in trdnosti, ki lahko preseže najboljše sodobne inženirske materiale, zelo dobro ohranjeni.

Zobna sklenina je močna, a tudi krhka, zaradi česar je ranljiva za mehansko razgradnjo zaradi razpok, ki se pojavijo nenadoma, ko sila ugriza povzroči širjenje mikrorazpok in obrabo, kar je počasna izguba materiala skozi mnogo let.

Znanstveniki so izvedli obsežne raziskave o tem, kako se človeška zobna sklenina lomi in obrablja, kaj povzroča poškodbe in koliko sile je potrebno, da nastanejo razpoke. Vendar pa je področje, ki je še vedno slabo razumljeno, vpliv mikrodelcev iz zunanjih virov, kot sta prah ali hrana, na sklenino.

Fitoliti so mikroskopski delci silicijevega dioksida, ki nastanejo v tkivih mnogih rastlin, ko korenine absorbirajo topen silicijev dioksid iz zemlje, žilni sistem pa ga odloži v druge dele rastline.

Prejšnje študije so preučevale obrabo sklenine, ki jo povzročajo rastlinski fitoliti, vendar so bili rezultati pogosto nedosledni. Poleg tega te študije niso uspele realistično modelirati, kako številni fitoliti, vgrajeni v mehko rastlinsko tkivo, med žvečenjem vplivajo na zobno sklenino.

V tej študiji so raziskovalci ustvarili umetne liste iz matrice polidimetilsiloksana (PDMS), v katero so vdelani opalni fitoliti, pridobljeni iz stebel in listov pšenice.

Nastalo ploščo, ki je bila po debelini in togosti podobna pravi, so nato namestili na držalo in jo večkrat stikali z vzorci zdravih človeških modrostnih zob, zbranih pri zobozdravnikih, da bi simulirali drsenje in pritisk žvečenja.

Fizikalne in kemijske spremembe v listih in zobni sklenini so bile analizirane z uporabo visokoločljivostne mikroskopije in spektroskopskih tehnik.

Znanstveniki so ugotovili, da se fitoliti sicer po večkratni izpostavljenosti razgradijo, vendar še vedno poslabšajo obstoječo obrabo zobne sklenine in zmanjšajo njeno vsebnost mineralov.

Nepričakovan rezultat je bil, da se je izkazalo, da je osnovni mehanizem obrabe kvaziplastična ali trajna deformacija, ki izhaja iz šibkosti mikroskopske strukture sklenine, in ne klasičen krhki zlom.

Raziskovalci verjamejo, da bi novi podatki o razgradnji sklenine lahko znanstvenikom pomagali bolje razumeti prehrano, vedenje, gibanje in habitate živali ter delovali kot interdisciplinarni most med fizikalnimi in biološkimi znanostmi.