Os dentes humanos têm que servir por toda a vida, apesar de estar sujeito a enormes forças. Mas a alta resistência à falha da dentina nos dentes não é totalmente compreendida. Uma equipe interdisciplinar liderada por cientistas da Charite Universitaetsmedizin Berlin agora analisou a complexa estrutura da dentina. Nas fontes síncrotron BESSY II em HZB, Berlim, Alemanha, e a Instalação Europeia de Radiação Síncrotron ESRF, Grenoble, França, eles podem revelar que as partículas minerais são pré-comprimidas.

O estresse interno atua contra a propagação de trincas e aumenta a resistência da bioestrutura.

Os engenheiros usam tensões internas para fortalecer os materiais para fins técnicos específicos. Agora, parece que a evolução há muito "sabe" sobre esse truque, e o colocou em uso em nossos dentes naturais. Ao contrário dos ossos, que são feitos parcialmente de células vivas, dentes humanos não são capazes de reparar danos. Seu volume é feito de dentina, um material semelhante a um osso que consiste em nanopartículas minerais. Essas nanopartículas minerais são incorporadas em fibras de proteína de colágeno, com os quais eles estão fortemente conectados. Em cada dente, tais fibras podem ser encontradas, e eles ficam em camadas, tornando os dentes duros e resistentes a danos. Ainda, não foi bem compreendido, como a propagação de fissuras nos dentes pode ser interrompida.

Agora, pesquisadores do Charite Julius-Wolff-Institute, Berlin tem trabalhado com parceiros do Departamento de Engenharia de Materiais da Technische Universitaets Berlin, MPI de coloides e interfaces, Potsdam e Technion - Instituto de Tecnologia de Israel, Haifa, para examinar essas bioestruturas mais de perto. Eles realizaram experimentos de estresse in-situ de micro-feixe na instalação mySpot BESSY de HZB, Berlim, Alemanha e analisou a orientação local das nanopartículas minerais usando a instalação de nano-imagem da European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) em Grenoble, França.

Quando as pequenas fibras de colágeno encolhem, as partículas minerais anexadas tornam-se cada vez mais comprimidas, a equipe científica descobriu. "Nosso grupo conseguiu usar mudanças na umidade para demonstrar como o estresse aparece no mineral nas fibras de colágeno, O Dr. Paul Zaslansky do Julius Wolff-Institute of Charite Berlin explica. "O estado comprimido ajuda a prevenir o desenvolvimento de fissuras e descobrimos que a compressão ocorre de tal forma que as fissuras não podem alcançar facilmente as partes internas do dente, o que pode danificar a polpa sensível. Desta forma, a tensão de compressão ajuda a evitar que as rachaduras percorram o dente.

Os cientistas também examinaram o que acontece se a forte ligação mineral-proteína for destruída pelo aquecimento:Nesse caso, a dentina nos dentes torna-se muito mais fraca. Portanto, acreditamos que o equilíbrio de tensões entre as partículas e a proteína é importante para a sobrevivência prolongada dos dentes na boca, O cientista caritativo Jean-Baptiste Forien diz. Seus resultados podem explicar por que as substituições de dentes artificiais geralmente não funcionam tão bem quanto dentes saudáveis:eles são simplesmente muito passivos, faltando os mecanismos encontrados nas estruturas dentais naturais, e, conseqüentemente, obturações não podem sustentar o estresse na boca tão bem quanto os dentes. "Nossos resultados podem inspirar o desenvolvimento de estruturas cerâmicas mais resistentes para reparo ou substituição dentária, Zaslansky tem esperanças.