אבנים צמחיות מיקרוסקופיות עלולות לגרום נזק בלתי הפיך לאמייל השן

אמייל השן, החומר הקשה ביותר בגוף האדם, עלול להיות בסיכון לבלאי הדרגתי ובלתי הפיך מלעיסת ירקות.

בעוד שמזונות צמחיים הם חלק חשוב מתזונה בריאה משום שהם מספקים סיבים, ויטמינים ומינרלים, צוות חוקרים בינלאומי מצא שאבני צמח מיקרוסקופיות המכונות פיטוליתים עשויות לתרום לבלאי שיניים לאורך זמן, מה שעלול להוביל לביקורים תכופים יותר אצל רופא השיניים.

הם פיתחו עלים מלאכותיים משובצים בחלקיקים מיקרוסקופיים אלה והרכיבו אותם על מכשיר המדמה את הלחץ ותנועת ההחלקה של לעיסה על דגימות אמייל השן שסופקו על ידי מדענים מקומיים.

על פי תוצאות הניסוי, שפורסמו בכתב העת Journal of the Royal Society Interface, אפילו רקמות צמחים רכות גרמו נזק קבוע לאמייל ולאובדן מינרלים בעת אינטראקציה עם האמייל.

זה די נפוץ שארכיאולוגים מוצאים שרידים מאובנים של שיניים, מכיוון שהן נשארות שמורות היטב בזכות קשיותן וחוזקן המדהימים, שיכולים לעלות על חומרי ההנדסה המודרניים הטובים ביותר.

אמייל השן חזק אך גם שביר, מה שהופך אותו לפגיע להידרדרות מכנית כתוצאה מסדקים, המתרחשים פתאום כאשר עוצמת הנשיכה גורמת להתפשטות סדקים קטנים ולשחוק, אובדן איטי של חומר במשך שנים רבות.

מדענים ערכו מחקר מקיף על האופן שבו אמייל השן האנושי נשבר ומתבלה, מה גורם לנזק, וכמה כוח נדרש כדי לגרום לסדקים. עם זאת, תחום אחד שעדיין אינו מובן היטב הוא השפעתם של מיקרו-חלקיקים ממקורות חיצוניים, כגון אבק או מזון, על האמייל.

פיטוליתים הם חלקיקי סיליקה מיקרוסקופיים הנוצרים ברקמות של צמחים רבים כאשר שורשים סופגים סיליקה מסיסת מהאדמה ומערכת כלי הדם משקיעה אותה בחלקים אחרים של הצמח.

מחקרים קודמים בחנו שחיקה של אמייל השן הנגרמת על ידי פיטוליתים צמחיים, אך התוצאות לרוב לא היו עקביות. יתר על כן, מחקרים אלה לא הצליחו למדל באופן ריאליסטי כיצד הפיטוליתים הרבים המשובצים ברקמות צמחיות רכות מקיימים אינטראקציה עם אמייל השן במהלך לעיסה.

במחקר זה, החוקרים יצרו עלים מלאכותיים ממטריצת פולידימתיל סילוקסאן (PDMS) משובצת בפיטוליטים אופלין שמקורם בגבעולי ועלי חיטה.

היריעה שנוצרה, דומה בעובייה ובקשיחותה לדבר האמיתי, הורכבה על מחזיק ונמצאה במגע חוזר ונשנה עם דגימות של שיני בינה אנושיות בריאות שנאספו מרופאי שיניים כדי לדמות את ההחלקה והלחץ של הלעיסה.

שינויים פיזיקליים וכימיים באמייל העלים והשן נותחו באמצעות מיקרוסקופיה ברזולוציה גבוהה וטכניקות ספקטרוסקופיות.

מדענים גילו שלמרות שהפיטוליטים עצמם מתפרקים לאחר חשיפה חוזרת ונשנית, הם עדיין מחמירים את הבלאי הקיים באמייל השן ומפחיתים את תכולת המינרלים שבו.

תוצאה בלתי צפויה הייתה שמנגנון הבלאי הבסיסי נמצא כדפורמציה קוואזי-פלסטית או קבועה הנובעת מחולשה במבנה המיקרוסקופי של האמייל, ולא שבר שביר קלאסי.

החוקרים מאמינים כי הנתונים החדשים על פירוק האמייל יכולים לסייע למדענים להבין טוב יותר את התזונה, ההתנהגות, התנועות ובתי הגידול של בעלי חיים, ולשמש כגשר בין-תחומי בין המדעים הפיזיקליים והביולוגיים.