ساخت مینای مصنوعی؛ تحولی عظیم در دندانپزشکی

مینا یا انامل دندان محکم ترین قسمت بدن انسان است. در عین حال به حدی سازگار و منعطف است که در طی دهه ها تغییرات فک دست نخورده و با ثبات باقی مانده است. ساختار انامل به حدی پیچیده و منحصربفرد است که دانشمندان نتوانسته بودند تا به امروز ماده ای حتی شبیه به آن را بسازند. اما این جا هستیم تا بگوییم که این اتفاق بالاخره افتاد.

دانشمندان اعلام کردند که توانسته اند به ساختاری محکم تر و پایدارتر از انامل طبیعی دندان دست پیدا کنند. مینای مصنوعی متشکل از نانوسیم‌های هیدروکسی آپاتیت است که با زنجیره‌های پلیمری پلی وینیل الکل در هم تنیده شده‌اند که به گفته محققان، ساختار اتمی، نانو و ریزمقیاسی مشابه مینای طبیعی دارد. به نقل از آلوارو ماتا (Alvaro Mata)، مهندس ارشد دانشگاه ناتینگهام (Nottingham) به عنوان عضوی از این تحقیقات این ماده علاوه بر مینای دندان می تواند در بسیاری از صنایع بزرگ مانند خودروسازی، ساخت عضو مصنوعی و ... تحول بزرگی ایجاد کند. در واقع او از این ماده با عنوان "قدم و تحولی بزرگ" یاد می کند. دانشمندان این ماده جدید را بر روی اشیاء مختلف از جمله دندان انسان آزمایش کردند، آن ها دریافتند که این ماده "سفتی، سختی، استحکام، ویسکوالاستیسیته و مقاومت بالایی را نشان می‌دهد، که از خواص مینا و مواد حجیم بر پایه مینای واقعی پیشی گرفته است.

پژوهشگران هیدروکسی‌ آپاتیت را با مجموعه‌ای از اسیدهای آمینه که به طور طبیعی به ترمیم ساختارهای استخوانی و عضلانی مانند لیزین و آرژینین کمک می‌کند، ترکیب کردند و در نتیجه یک لایه معدنی با خواصی شبیه به جزء اصلی مینای طبیعی دندان ایجاد کردند. سپس این ماده روی دندان‌های سالم قرار گرفت، بنابراین تیم تحقیقاتی می‌ توانست توانایی آن را برای اتصال به بافت واقعی دندان را مشاهده کند.

دانشمندان از روش‌های تصویربرداری شیمیایی، الکترون گسیل میدانی* و میکروسکوپ نیروی اتمی برای بررسی خواص این ماده جدید استفاده کردند. این لایه معدنی بین 300 تا 500 نانومتر ضخامت دارد و ساختاری نانو بلوری با بلورهای آپاتیت در مینای طبیعی دارد. نکته مهم این است که پژوهشگران دریافتند که این پوشش جدید، استحکام چشمگیر و حتی سختی بیشتری نسبت به مینای طبیعی دندان در مقیاس نانو دارد.

*گسیل میدانی الکترون (به انگلیسی: Field electron emission) عبارت است از گسیل الکترون از سطح یک فلز در حضور میدان الکتریکی خارجی.

با این اوصاف پژوهشگران و افراد دخیل در این تحقیقات معتقدند که تا نهایی شدن این طرح و عملی شدن آن بر روی دندان انسان راه سختی در پیش دارند. زیرا این ماده که به عنوان انامل مصنوعی شناخته می شود باید تا دمای 300 درجه سانتی گراد گرما بببیند و سپس به دقت و آرامی سرد شود. سپس با استفاده از تراشه الماس آن را به شکل مورد نظر برای قرار دادن روی دندان آماده کنند. موفقیت تمام این مراحل به این بستگی دارد که مینای دندان این مینای مصنوعی را بپذیرد یا نه.

منبع: وب سایت رسمی science به تاریخ 3 فوریه 2022