@ 2015.06.13 , 10:00

我们的牙齿为什么这么坚强

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尽管人类的牙齿长时间受到酸刺激、被研磨、受到巨大的力量,但我们的牙齿一直很坚强,而其中的原因直到现在才被我们所知晓。

由柏林Charite Julius-Wolff研究所领导的德国科学家们研究了牙本质(牙釉质下面那层)的结构,他们发现了其中有着能阻止牙齿开裂的微小纳米结构。研究小组们发现牙本质中的矿物粒子被预压缩,因此其能提供内应力以阻止牙齿开裂。这样看来,大自然就像是一位应力工程师——通过巧妙地设计增强了材料的牢固程度。

骨头中还含有部分活细胞,而牙齿与骨头不同,不含活细胞。所以,人类牙齿的损坏不能修复。牙齿大部分是由牙本质构成的,而这种很像骨头的物质却包含了纳米级的矿物粒子。这些纳米级的矿物银子嵌在胶原蛋白纤维中,胶原蛋白纤维则存在在每个牙齿中,它们一层接一层的往上铺,使得牙齿坚硬且难以被破坏。

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为了更深入的了解,科学家们对牙齿进行压力实验,并用尖端成像技术分析此时纳米级矿物粒子的取向。他们发现在胶原蛋白纤维收缩时,嵌在其中的纳米级矿物粒子也会越来越压缩。Paul Zaslansky博士解释着说:“我的团队能用湿度的改变来反应胶原蛋白纤维中纳米级矿物粒子的受力变化。我们发现这些矿物粒子处于压缩状态时能防止裂缝的发展——裂缝无法轻易到达牙齿内部,也就难以对敏感的牙髓进行破坏。所通过这种方法,压缩应力能够防止施加在牙齿上面的力产生裂痕。”

据上述的分析我们也可以知道,对牙齿加热,或者是纳米级矿物粒子与胶原蛋白纤维的连接被破坏,都会削弱牙本质抗外力的能力。

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本文译自 dailymail,由译者 卧月眠海 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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