Ao observar átomos individuais no esmalte dos dentes, os investigadores estão a aprender o que acontece aos nossos dentes à medida que envelhecemos.

Os dentes são essenciais para ajudar as pessoas a decompor os alimentos que comem e são protegidos pelo esmalte, o que os ajuda a suportar o grande estresse que experimentam enquanto as pessoas mastigam. Ao contrário de outros materiais do corpo, o esmalte não tem como reparar danos, o que significa que à medida que envelhecemos, corre o risco de enfraquecer com o tempo.

Os pesquisadores estão interessados ​​em entender como o esmalte muda com a idade, para que possam começar a desenvolver métodos que possam manter os dentes mais felizes e saudáveis ​​por mais tempo.

Uma equipe de pesquisa da Universidade de Washington e do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico examinou a composição atômica de amostras de esmalte de dois dentes humanos—um de 22 anos e outro de 56 anos. A amostra da pessoa idosa continha níveis mais elevados de íon fluoreto, que é frequentemente encontrado na água potável e na pasta de dente, onde é adicionado como forma de ajudar a proteger o esmalte (embora sua adição à água potável tenha sido recentemente um assunto nas notícias). .

A equipe tem publicado essas descobertas em Materiais de comunicação. Embora este seja um estudo de prova de conceito, estes resultados têm implicações na forma como o flúor é absorvido e integrado no esmalte à medida que as pessoas envelhecem, disseram os investigadores.

“Sabemos que os dentes ficam mais frágeis à medida que as pessoas envelhecem, especialmente perto da superfície externa, que é onde as rachaduras começam”, disse o autor principal Jack Grimm, estudante de doutorado em ciência e engenharia de materiais da UW e estagiário de doutorado no PNNL. “Há uma série de fatores por trás disso – um dos quais é a composição do conteúdo mineral. Estamos interessados ​​em entender exatamente como o conteúdo mineral está mudando. E se você quiser ver isso, você tem que olhar para a escala de átomos.”

O esmalte é composto principalmente de minerais dispostos em estruturas repetitivas dez mil vezes menores que a largura de um fio de cabelo humano.

“No passado, tudo o que fizemos em meu laboratório foi em uma escala muito maior – talvez um décimo do tamanho de um fio de cabelo humano”, disse o coautor sênior Dwayne Arola, professor de ciência e engenharia de materiais da UW. “Nessa escala, é impossível ver a distribuição das porções minerais e orgânicas relativas do esmalte. estrutura cristalina.”

Para examinar a composição atômica dessas estruturas, Grimm trabalhou com Arun Devaraj, cientista de materiais do PNNL, para usar uma técnica chamada “tomografia de sonda atômica”, que permite aos pesquisadores obter um mapa 3D de cada átomo no espaço em uma amostra.

A equipe fez três amostras de cada um dos dois dentes do estudo e depois comparou as diferenças na composição dos elementos em três áreas diferentes das estruturas minúsculas e repetitivas: o núcleo de uma estrutura, uma “concha” que reveste o núcleo e o espaço entre eles. as conchas.

Nas amostras dos dentes mais antigos, os níveis de flúor foram maiores na maioria das regiões. Mas eram especialmente elevados nas regiões das conchas.

“Estamos sendo expostos ao flúor através da nossa pasta de dente e da água potável e ninguém foi capaz de rastrear isso em um dente actual nesta escala. Esse flúor está realmente sendo incorporado ao longo do tempo? Agora estamos começando a ser capazes de pintar isso imagem”, disse o co-autor Cameron Renteria, pesquisador de pós-doutorado em ciências da saúde bucal e no ciência dos materiais e departamentos de engenharia da UW. “É claro que a amostra supreme seria um dente de alguém que tivesse documentado todas as vezes que bebeu água fluoretada versus água não fluoretada, bem como a quantidade de comida e bebida ácida que consumiu, mas isso não é realmente viável. Portanto, este é um ponto de partida. apontar.”

A chave para esta pesquisa, disse a equipe, é a natureza interdisciplinar do trabalho.

“Sou metalúrgico por formação e só comecei a estudar biomateriais em 2015, quando conheci Dwayne. Começamos a conversar sobre a sinergia potencial entre nossas áreas de especialização – como podemos olhar para essas pequenas escalas para começar a entender como os biomateriais comporte-se”, disse Devaraj. “E então, em 2019, Jack juntou-se ao grupo como estudante de doutoramento e ajudou-nos a analisar este problema em profundidade. A ciência interdisciplinar pode facilitar a inovação e esperamos continuar a abordar questões realmente interessantes sobre o que acontece aos dentes à medida que envelhecemos.”

Uma coisa que os pesquisadores estão interessados ​​em estudar é como a composição proteica do esmalte muda ao longo do tempo.

“Começamos a tentar identificar a distribuição do conteúdo orgânico no esmalte e se a pequena quantidade de proteína presente no esmalte esmalte na verdade, desaparece à medida que envelhecemos. Mas quando olhamos para estes resultados, uma das coisas mais óbvias foi na verdade esta distribuição de flúor em torno da estrutura cristalina”, disse Arola.

“Acho que ainda não temos um anúncio de serviço público sobre como o envelhecimento afeta os dentes em geral. O júri ainda não decidiu sobre isso. A mensagem da odontologia é muito forte: você deve tentar utilizar flúor ou produtos fluoretados para poder combater o potencial de cárie dentária.”