Onderzoekers van de University of Pittsburgh School of Dental Medicine zijn bezig met het proces van biomineralisatie van tandglazuur, wat zou kunnen leiden tot nieuwe benaderingen op nanoschaal voor de ontwikkeling van biomaterialen. De bevindingen worden deze week online gerapporteerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

Tandglazuur is het meest gemineraliseerde weefsel in het lichaam en combineert hoge hardheid met veerkracht, zei Elia Beniash, doctoraat, universitair hoofddocent orale biologie, Pitt School of Dental Medicine. Die eigenschappen zijn het resultaat van zijn unieke structuur, die lijkt op een complexe keramische microstof.

"Emaille begint als een organische gel waarin minuscule minerale kristallen zijn gesuspendeerd, " zei hij. "In ons project, we hebben de vroege stappen van glazuurvorming nagebootst, zodat we de rol van een belangrijk regulerend eiwit, amelogenine genaamd, in dit proces beter konden begrijpen."

Dr. Beniash en zijn team ontdekten dat amelogeninemoleculen zichzelf stapsgewijs assembleren via kleine oligomere bouwstenen tot structuren van hogere orde. Net als het verbinden van een reeks punten, amelogenine-assemblages stabiliseren kleine deeltjes calciumfosfaat, wat de belangrijkste minerale fase is in glazuur en bot, en organiseer ze in parallelle arrays. Eenmaal geregeld, de nanodeeltjes versmelten en kristalliseren om de sterk gemineraliseerde glazuurstructuur te bouwen.

"De relatie is ons nog niet duidelijk, maar het lijkt erop dat het vermogen van amelogenine om zichzelf te assembleren cruciaal is voor zijn rol bij het leiden van de stippen, prenucleatieclusters genoemd, in dit complex, sterk georganiseerde structuur, " Dr. Beniash zei. "Dit geeft ons inzicht in manieren waarop we biologische moleculen kunnen gebruiken om ons te helpen mineralen op nanoschaal in nieuwe materialen te bouwen, wat belangrijk is voor restauratieve tandheelkunde en vele andere technologieën."