השיניים חיוניות כדי לעזור לאנשים לפרק את המזון שהם אוכלים והן מוגנות על ידי אמייל, שעוזר להם לעמוד בכמות הלחץ הגדולה שהם חווים כאשר אנשים לועסים. בניגוד לחומרים אחרים בגוף, לאמייל אין דרך לתקן נזקים, מה שאומר שככל שאנו מתבגרים, הוא מסתכן בהחלשתו עם הזמן.
חוקרים מעוניינים להבין כיצד האמייל משתנה עם הגיל, כך שהם יכולים להתחיל לפתח שיטות שיכולות לשמור על שיניים מאושרות ובריאות יותר לאורך זמן.
צוות מחקר באוניברסיטת וושינגטון והמעבדה הלאומית של צפון מערב האוקיינוס השקט בדק את ההרכב האטומי של דגימות אמייל משתי שיניים אנושיות -; אחד מבן 22 ואחד מבן 56.
הדגימה מהאדם המבוגר הכילה רמות גבוהות יותר של יון פלואוריד, שנמצא לעתים קרובות במי שתייה ומשחת שיניים, שם הוא מתווסף כדרך לסייע בהגנה על האמייל (אם כי הוספתו למי השתייה הייתה לאחרונה נושא בחדשות) .
הצוות פרסם ממצאים אלה ב-19 בדצמבר 2024 ב חומרי תקשורת. למרות שזהו מחקר הוכחה לקונספט, לתוצאות הללו יש השלכות על האופן שבו פלואוריד נקלט ומשולב באמייל ככל שאנשים מזדקנים, אמרו החוקרים.
אנו יודעים שהשיניים הופכות שבירות יותר ככל שאנשים מזדקנים, במיוחד ליד המשטח החיצוני מאוד, וזה המקום שבו מתחילים סדקים. יש מספר גורמים מאחורי זה -; אחד מהם הוא הרכב תכולת המינרלים. אנו מעוניינים להבין כיצד בדיוק תכולת המינרלים משתנה. ואם אתה רוצה לראות את זה, אתה צריך להסתכל על קנה המידה של האטומים".
ג'ק גרים, סופר מוביל ודוקטורנט, אוניברסיטת וושינגטון
האמייל מורכב ברובו ממינרלים המסודרים במבנים חוזרים הקטנים פי עשרת אלפים מרוחב שערה אנושית.
"בעבר, כל מה שעשינו במעבדה שלי הוא בקנה מידה הרבה יותר גדול -; אולי עשירית מגודל שערה אנושית", אמר שותף בכיר בסופר דוויין ארולה, פרופסור למדעי החומרים והנדסת החומרים ב-UW. "בקנה מידה זה, אי אפשר לראות את התפלגות המינרלים היחסיים והחלקים האורגניים של המבנה הגבישי של האמייל."
כדי לבחון את ההרכב האטומי של המבנים הללו, עבד גרים עם ארון דווראג', מדען חומרים ב-PNNL, כדי להשתמש בטכניקה הנקראת "טומוגרפיה של בדיקת אטום", המאפשרת לחוקרים לקבל מפה תלת-ממדית של כל אטום בחלל בדגימה.
הצוות עשה שלוש דגימות מכל אחת משתי השיניים במחקר ולאחר מכן השווה הבדלים בהרכב האלמנטים בשלושה אזורים שונים של המבנים הזעירים החוזרים על עצמם: ליבת מבנה, "קליפה" המצפה את הליבה, והמרווח שבין את הקליפות.
בדגימות מהשן הישנה יותר, רמות הפלואור היו גבוהות יותר ברוב האזורים. אבל הם היו גבוהים במיוחד באזורי הקונכיות.
"אנחנו נחשפים לפלואוריד דרך משחת השיניים ומי השתייה שלנו, ואף אחד לא הצליח לעקוב אחר זה בשן ממשית בקנה מידה כזה. האם הפלואוריד הזה באמת נכלל לאורך זמן? עכשיו אנחנו מתחילים להיות מסוגלים לצייר את זה תמונה", אמרה מחברת שותפה קמרון רנטריה, חוקרת פוסט-דוקטורט הן במדעי בריאות הפה והן במחלקות מדעי החומר וההנדסה ב-UW. "כמובן, הדגימה האידיאלית תהיה שן של מישהו שתיעד כל פעם ששתה מים מופלרים לעומת מים לא מופלרים, כמו גם כמה מזון ושתייה חומציים הם צורכים, אבל זה לא ממש אפשרי. אז זו התחלה נְקוּדָה."
המפתח למחקר זה, אמר הצוות, הוא האופי הבינתחומי של העבודה.
"אני מטלורג בהכשרתי ולא התחלתי ללמוד חומרים ביולוגיים עד 2015 כשפגשתי את דוויין. התחלנו לדבר על הסינרגיה הפוטנציאלית בין תחומי ההתמחות שלנו -; איך אנחנו יכולים להסתכל על קנה מידה קטן כדי להתחיל להבין איך חומרים ביולוגיים מתנהגים", אמר דווארג'. "ואז ב-2019 ג'ק הצטרף לקבוצה כדוקטורנט ועזר לנו להסתכל על הבעיה הזו לעומק. מדע בין-תחומי יכול לקדם חדשנות, ובתקווה, נמשיך להתייחס לשאלות מעניינות באמת סביב מה שקורה לשיניים ככל שאנו מתבגרים".
דבר אחד שהחוקרים מעוניינים לחקור הוא כיצד הרכב החלבון של האמייל משתנה עם הזמן.
"יצאנו בניסיון לזהות את התפלגות התכולה האורגנית באמייל, והאם כמות החלבון הזעירה הקיימת באמייל אכן נעלמת ככל שאנו מתבגרים. אבל כאשר הסתכלנו על התוצאות הללו, אחד הדברים שהכי ברורים היה. למעשה הפצה זו של פלואוריד סביב המבנה הגבישי", אמר ארולה. "אני לא חושב שיש לנו עדיין הודעת שירות לציבור על האופן שבו הזדקנות משפיעה על השיניים באופן כללי. חבר המושבעים עדיין לא בעניין. המסר מרפואת השיניים הוא די חזק: כדאי לנסות להשתמש במוצרי פלואוריד או מופלרים כדי להיות מסוגלים להילחם בפוטנציאל לעששת."