Investigadores de la Universidad de Charité-Universitätsmedizin, Berlin, usando Radiación de Sincotrón, han revelado su nanoestructuras e interacciones entre los componentes orgánicos e inorgánicos, los cuales le otorgan a la dentina su durabilidad.
La radiación de Sincotrón, es un tipo de radiación electromagnética, la cual es generada por partículas con carga que se mueven según una trayectoria curva a alta velocidad en un campo magnético. Su principal aplicación es en el estudio de los componentes fundamentales de la materia, lo cual permitió la realización de un estudio tan específico y complejo.
La dentina está compuesta por nanopartículas de Hidroxiapatita Carbonatada (cHAP) envueltas es una matriz orgánica de fibras de colágeno y proteínas. La unión mecánica entre las fibras de colágeno y las proteínas con las nanopartículas minerales le permite a la dentina resistir fuerzas extremas.
Rastro de fuerzas de compresión encontrados en la dentina pueden explicar el porqué del daño o grietas en el esmalte no se extienden hacia ella. Los investigadores usaron muestras de dientes humanos para medir como las nanopartículas y las fibras colágenas interactúan bajo el estrés.
"Esta es la primera vez que de una manera exitosa se logra determinar no solo los parámetros de distribución de los cristales de cHAP contenidos dentro de las nanopartículas, sino también su tamaño variable en sí. Esto también nos permite establecer el grado de estrés que generalmente son capaces de soportar."Dr. Paul Zaslansky de Charité´s Julius Wolff Institute for Biomechanics and Musculoskeletal Regeneration.
Los investigadores realizaron los experimentos y obtuvieron estas medidas haciendo uso del BESSY II (fuente de Radiación de Sincrotrón) ubicado en el laboratorio Helmholtz-Zentrum en Berlin.
Durante este experimento los investigadores incrementaron la compresión dentro de las muestras de dentina, las cuales habían sido secadas con calor a unos 125°C. Las fibras de colágeno se encogieron como resultado, produciendo un gran estrés sobre las nanopartículas.
También observaron que el calor no destruyó las proteínas, sugiriendo que las nanoparticulas minerales ejercen un efecto protector sobre el colágeno. Los análisis demostraron una reducción gradual en el tamaño de los cristales de cHAP al profundizar en la estructura del diente.
"El tejido encontrado cerca de la pulpa dental, el cual es formado durante el último estadio del desarrollo dental, contiene partículas minerales que están hechas de pequeñas unidades celulares," dice Zaslansky.
Los investigadores notaron que la morfología dentinaria es más compleja de lo que se esperaba. Mientras que el esmalte es fuerte pero quebradizo, las fibras orgánicas de la dentina parecen tener todas las capacidades para soportar fuerzas de compresión constantes y permitir que el diente se mantenga intacto.
Las bacterias que ocasionan la caries dental pueden disolver el material y producir una enzima que destruye las fibras de colágeno. El diente por la tanto se vuelve más frágil y puede quebrarse con facilidad.
"Nuestros hallazgos muestran la importancia de mantener la superficie dental húmeda durante cualquier procedimiento dental, tanto al colocar una resina o en el desarrollo de una corona" agrega finalmente el Dr. Zaslansky Evitar la deshidratación prevé el desarrollo de estrés interno que comprometa la estructura dental"
Referencias Bibliográficas:
- Jean-Baptiste Forien, Ivo Zizak, Claudia Fleck, Ansgar Petersen, Peter Fratzl, Emil Zolotoyabko y Paul Zaslansky; Water-Mediated Collagen and Mineral Nanoparticle Interactions Guide Functional Deformation of Human Tooth Dentin; Chemistry of Materials; Abril 2016.