La comida deja huellas permanentes en los dientes. Vacas masticando pasto, los tigres arrancan un trozo de carne cruda y los humanos masticando chips de tortilla terminan con pequeños rasguños y mellas en el esmalte de sus dientes. El examen de estas marcas a microescala, lo que los investigadores llaman "microdesgaste", ha llevado a nuevos descubrimientos sobre la naturaleza de los dientes y la dieta de nuestros antepasados ​​humanos.

Ahora, un equipo de investigadores ha examinado aún más los dientes y ha documentado los efectos de masticar las estructuras nanométricas que forman el esmalte dental. Los conocimientos de su investigación tienen amplias implicaciones. Podrían conducir a una mejor atención dental, pero también proporcionan nuevas herramientas para los científicos que estudian los dientes fósiles, así como para los bioingenieros que construyen los materiales del futuro.

Peter Ungar, Profesor distinguido de antropología, y Ryan Tian, profesor asociado de química inorgánica, trabajó con investigadores de la Universidad Southwest Jiaotong en Chengdu, Porcelana, sobre este proyecto y sus resultados se publican en el Revista de la interfaz de la Royal Society .

Los investigadores utilizaron microscopios de alta potencia para observar los efectos de diferentes tipos de desgaste en las nanoestructuras que componen el esmalte dental. El esmalte se compone de hilos en forma de cinta de nanopartículas llamadas cristalitos de hidroxiapatita, que se apilan uno encima del otro y se unen mediante proteínas.

"Los cristalitos de hidroxapatita son las unidades fundamentales del esmalte, cada uno de menos de 1/1000 del grosor de un cabello humano, ", dijo Ungar." La mayoría de las investigaciones sobre el desgaste de los dientes hasta la fecha se han centrado en los efectos a escalas mucho mayores, pero tenemos que estudiar el esmalte a este nivel más fino para comprender verdaderamente la naturaleza de cómo el tejido más duro de nuestro cuerpo resiste el desgaste ".

Usando puntas hechas de diferentes tipos de material, los investigadores aplicaron presión a la superficie de los molares humanos, que había sido extraído con fines de ortodoncia. Se rascaron los dientes, moviendo la punta por la superficie para simular la acción de los dientes que se mueven entre sí durante la masticación. También sangraron la superficie de los dientes, presionando la punta contra el esmalte para simular la presión causada por la trituración de alimentos.

Los investigadores observaron que en todos los niveles de presión, el rayado provocó más daño que la muesca, pero que ambos tipos de estrés resultaron en tres tipos diferentes de daño. El "desplumado" se produce cuando los cristalitos se separan entre sí. Aplicar más presión sobre el esmalte conduce a una "deformación, "o la flexión y compresión de los cristalitos. A niveles aún más altos de presión, los enlaces químicos que mantenían unidos los cristalitos se rompieron. A esto lo llamaron "fragmentación".

Comprender los efectos de masticar en este nivel fundamental tiene implicaciones para una amplia gama de campos, desde la odontología clínica hasta la biología evolutiva y la biomedicina.

"Los hallazgos en la química tribológica de la superficie pueden ayudarnos a comprender la naturaleza del enlace químico interfacial entre las nanopartículas que la madre naturaleza usa para producir biominerales de todo tipo bajo demanda". "dijo Tian.