Las ardillas parlanchinas, los coipos encantadores y los castores que golpean la cola, junto con algunos otros roedores, tienen dientes frontales de color marrón anaranjado. Los investigadores han publicado imágenes de alta resolución de incisivos de roedores en ACS Nano , proporcionando una visión a nivel atómico del ingenioso esmalte de los dientes y su recubrimiento. Descubrieron pequeñas bolsas de materiales ricos en hierro en el esmalte que forman un escudo protector para los dientes pero, lo que es más importante, no contribuyen al tono marrón anaranjado:nuevos conocimientos que podrían mejorar la odontología humana.

Los dientes humanos y animales están recubiertos de una sustancia cristalina compleja llamada esmalte. Y si bien el esmalte es el tejido más duro de nuestro cuerpo, lo es aún más en los roedores. Sus incisivos en constante crecimiento tienen una capa exterior adicional de esmalte rico en hierro y resistente a los ácidos.

Anteriormente, los investigadores sugirieron que este material rico en hierro también era responsable del llamativo color naranja a marrón de los incisivos de muchos roedores. Sin embargo, la estructura microscópica del esmalte rico en hierro no se había caracterizado completamente. Para aprender más sobre la composición del esmalte dental de los roedores, Vesna Srot y sus colegas capturaron imágenes de alta resolución de especímenes de incisivos de varias especies.

Los investigadores recolectaron incisivos de roedores que viven en diferentes ambientes:castores, coipos, ardillas, marmotas, ratas, topillos y ratones. Para investigar la estructura, la composición elemental y la transmisión del color del esmalte, se tomaron rodajas finas de diferentes secciones de los dientes y se prepararon para obtener imágenes con microscopía óptica, tomografía de haz de iones enfocada en 3D y microscopía electrónica de transmisión de barrido. Las imágenes de resolución a micro y nanoescala revelaron:

• Inicialmente, las células que sintetizan los componentes del esmalte producen partículas de 6 a 8 nanómetros de ancho de proteínas de almacenamiento de hierro llamadas ferritinas, que son la materia prima de los iones de hierro en el esmalte maduro.
• A medida que el esmalte madura y se solidifica antes de que los dientes salgan de las encías, un material similar a la ferrihidrita que contiene hierro se mueve hacia la capa externa del esmalte, ocupando espacios vacíos entre los cristales de hidroxiapatita que contienen calcio.
• La microestructura del esmalte rico en hierro contiene bolsas alargadas de tamaño nanométrico llenas con pequeñas cantidades de material similar a la ferrihidrita, que contribuyen a la resistencia a los ácidos a pesar de que las bolsas llenas representan menos del 2% del volumen de esmalte rico en hierro. esmalte.
• Si bien estos resultados sugieren que diferentes tipos de roedores desarrollan la capa de esmalte exterior rica en hierro de manera similar, la profundidad de la capa varía según la especie:los ratones tienen las capas más delgadas y los coipos las más gruesas.
• Finalmente, el intenso color marrón anaranjado de los incisivos de los roedores no proviene de las bolsas llenas del esmalte, como se pensaba anteriormente, sino de una fina capa superficial compuesta de aminoácidos aromáticos y minerales inorgánicos.

Los investigadores sugieren que agregar pequeñas cantidades de ferrihidrita u otros minerales de hierro biocompatibles incoloros a los productos para el cuidado dental podría proporcionar una protección excepcional para el esmalte dental humano. Además, la incorporación de pequeñas cantidades de hidróxidos de hierro al esmalte sintético podría producir restauraciones más duraderas para los dientes humanos.

Más información: Ingeniosa arquitectura y generación de color en esmalte de dientes de roedores, ACS Nano (2024). DOI:10.1021/acsnano.4c00578

Información de la revista: ACS Nano

Proporcionado por la Sociedad Química Estadounidense