Οι μικροσκοπικές φυτικές πέτρες μπορούν να προκαλέσουν μη αναστρέψιμη βλάβη στο σμάλτο των δοντιών

Το σμάλτο των δοντιών, η πιο σκληρή ουσία στο ανθρώπινο σώμα, ενδέχεται να κινδυνεύει από σταδιακή και μη αναστρέψιμη φθορά από το μάσημα λαχανικών.

Ενώ οι φυτικές τροφές αποτελούν σημαντικό μέρος μιας υγιεινής διατροφής επειδή παρέχουν φυτικές ίνες, βιταμίνες και μέταλλα, μια διεθνής ομάδα ερευνητών διαπίστωσε ότι οι μικροσκοπικές φυτικές πέτρες, γνωστές ως φυτόλιθοι, μπορεί να συμβάλλουν στη φθορά των δοντιών με την πάροδο του χρόνου, οδηγώντας ενδεχομένως σε πιο συχνές επισκέψεις στον οδοντίατρο.

Ανέπτυξαν τεχνητά φύλλα στα οποία ήταν ενσωματωμένα αυτά τα μικροσκοπικά σωματίδια και τα τοποθέτησαν σε μια συσκευή που προσομοιώνει την πίεση και την ολισθαίνουσα κίνηση της μάσησης σε δείγματα σμάλτου των δοντιών που παρείχαν τοπικοί επιστήμονες.

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του πειράματος, που δημοσιεύθηκαν στο Journal of the Royal Society Interface, ακόμη και οι μαλακοί φυτικοί ιστοί προκάλεσαν μόνιμη βλάβη στο σμάλτο και απώλεια μετάλλων κατά την αλληλεπίδραση με το σμάλτο.

Είναι αρκετά συνηθισμένο για τους αρχαιολόγους να βρίσκουν απολιθωμένα υπολείμματα δοντιών, καθώς παραμένουν πολύ καλά διατηρημένα λόγω της απίστευτης σκληρότητας και αντοχής τους, η οποία μπορεί να ξεπεράσει τα καλύτερα σύγχρονα υλικά μηχανικής.

Το σμάλτο των δοντιών είναι ανθεκτικό αλλά και εύθραυστο, γεγονός που το καθιστά ευάλωτο στη μηχανική φθορά από ρωγμές, οι οποίες εμφανίζονται ξαφνικά όταν η δύναμη ενός δαγκώματος προκαλεί την εξάπλωση των μικρορωγμών και τη φθορά, την αργή απώλεια υλικού κατά τη διάρκεια πολλών ετών.

Οι επιστήμονες έχουν διεξάγει εκτενή έρευνα σχετικά με το πώς σπάει και φθείρεται το σμάλτο των ανθρώπινων δοντιών, τι προκαλεί τη ζημιά και πόση δύναμη απαιτείται για να προκληθούν ρωγμές. Ωστόσο, ένας τομέας που εξακολουθεί να μην είναι πλήρως κατανοητός είναι η επίδραση των μικροσωματιδίων από εξωτερικές πηγές, όπως η σκόνη ή τα τρόφιμα, στο σμάλτο.

Οι φυτόλιθοι είναι μικροσκοπικά σωματίδια πυριτίου που σχηματίζονται στους ιστούς πολλών φυτών όταν οι ρίζες απορροφούν διαλυτό πυρίτιο από το έδαφος και το αγγειακό σύστημα το εναποθέτει σε άλλα μέρη του φυτού.

Προηγούμενες μελέτες έχουν εξετάσει τη φθορά του σμάλτου των δοντιών που προκαλείται από φυτολίθους φυτών, αλλά τα αποτελέσματα συχνά ήταν ασυνεπή. Επιπλέον, αυτές οι μελέτες δεν έχουν καταφέρει να μοντελοποιήσουν ρεαλιστικά τον τρόπο με τον οποίο οι πολυάριθμοι φυτολίθοι που είναι ενσωματωμένοι στον μαλακό φυτικό ιστό αλληλεπιδρούν με το σμάλτο των δοντιών κατά τη μάσηση.

Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές δημιούργησαν τεχνητά φύλλα από μια μήτρα πολυδιμεθυλοσιλοξανίου (PDMS) ενσωματωμένη σε φυτόλιθους οπαλίνου που προέρχονται από μίσχους και φύλλα σιταριού.

Το προκύπτον φύλλο, παρόμοιο σε πάχος και ακαμψία με το πραγματικό, τοποθετήθηκε στη συνέχεια σε μια βάση και έρχεται επανειλημμένα σε επαφή με δείγματα υγιών ανθρώπινων φρονιμιτών που συλλέχθηκαν από οδοντιάτρους για να προσομοιωθεί η ολίσθηση και η πίεση της μάσησης.

Οι φυσικές και χημικές αλλαγές στο σμάλτο των φύλλων και των δοντιών αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας μικροσκοπία υψηλής ανάλυσης και φασματοσκοπικές τεχνικές.

Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι, παρόλο που οι ίδιοι οι φυτόλιθοι διασπώνται μετά από επανειλημμένη έκθεση, εξακολουθούν να επιδεινώνουν την υπάρχουσα φθορά στο σμάλτο των δοντιών και να μειώνουν την περιεκτικότητά του σε μέταλλα.

Ένα απροσδόκητο αποτέλεσμα ήταν ότι ο υποκείμενος μηχανισμός φθοράς διαπιστώθηκε ότι ήταν σχεδόν πλαστική ή μόνιμη παραμόρφωση που προκύπτει από αδυναμία στη μικροσκοπική δομή της αδαμαντίνης, αντί για κλασική ψαθυρή θραύση.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι τα νέα δεδομένα σχετικά με την υποβάθμιση του σμάλτου θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τη διατροφή, τη συμπεριφορά, τις κινήσεις και τα ενδιαιτήματα των ζώων, λειτουργώντας ως διεπιστημονική γέφυρα μεταξύ των φυσικών και των βιολογικών επιστημών.