A zománc szerkezete rendkívül bonyolult: az ásványi erődítmény apró, egymással összekapcsolt csövekből, úgynevezett nanorudakból áll, amelyeket kalcium-hidroxiapatit, egyfajta kalcium-foszfát ásványi anyag rácsszerkezete tölt ki. A nanoméretű kristályok prizmába vannak kötegelve, mindegyik egymásba fonódva és összefűzve. Kicsit olyanok, mint egy maréknyi száraz spagetti. Amikor fizikai behatás éri őket, például rágás, egy magnéziumból, fehérjékből és más vegyületekből álló amorf réteg elnyeli az energiát, így a rudak nem törnek el.
Ennek ellenére gyakori, hogy szuvasodnak a fogaink. Amikor elromlik egy fogunk, először a fogzománc épül le. Azonban a törött csonttal ellentétben a zománc nem javítja meg önmagát, mivel nem tartalmaz élő sejteket. Jelenleg peptid-hidrogélekkel tesztelik a zománc természetes visszanövesztésének módját, de ez a kutatási irány még gyerekcipőben jár.
A mesterséges fogzománc összeállításához saját, szorosan egymáshoz igazított, kristályos hidroxiapatit nanodrótokat készítettek, majd ezeket cirkónium-dioxiddal, a magnézium-amorf anyag még erősebb változatával vonták be.
Ez a finomhangolás és a töltőanyag-tartalom beállítása a szintetikus zománcot az emberi zománccal egyenértékűvé vagy jobbá tette. A kutatók reményei szerint a mesterséges fogzománc nemcsak jobban óvja a fogakat, hanem valódi „okos” fogakhoz vezet, amelyek öngyógyítanak. Például érzékelik a gyulladást, a száj mikrobiomjának változásait vagy a cukorbetegség jelzőjeként szolgáló acetonos leheletet érzékelik. Illetve a mesterséges zománccal megnyílhat az út a szintetikus fogak előállításához.
Hozzá kell tenni: a kutatók laboratóriumi körülmények között állították elő az új fogzománcot. Vagyis az anyagokat 300 Celsius-fokra hevítették, majd fagyasztási hőmérséklet alá helyezték, és polivinil-alkohollal irányították a kristályosodás egyes útjait. A természetben nincsenek ilyen extrém hőmérsékletek, pH-értékek, nyomás, mint amilyenek a laboratóriumban. E mellett a mesterséges zománcból még mindig hiányzik néhány egyedi, magasabb hierarchiájú elem. Ennek ellenére a kísérletek rendkívül ígéretesek, noha a klinikai vizsgálatokra minden bizonnyal még sokáig várni kell.
Forrás: PopSci
A borítókép illusztráció, forrás: Adobe Stock
