DT News - Greece - Έρευνα σε δόντια παπαγαλόψαρων - Μπορεί να σημάνουν μια νέα εποχή στην ανάπτυξη βιοϋλικών

Dental Tribune Greece

Τρι. 29 Μαΐου 2018

Αναδημοσίευση από το περιοδικό DT Asia Pacific Edition, Vol. 15, No.12, 2017

Τα επιτεύγματα της επιστήμης εξελίσσονται συνεχώς. Ωστόσο, υπάρχουν πολλά φυσικά θαύματα που η ανθρωπότητα δεν έχει κατορθώσει ακόμη να μιμηθεί. Μεταξύ αυτών είναι και τα δόντια των παπαγαλόψαρων, που ανήκουν στα ανθεκτικότερα του ζωικού βασιλείου. Εξετάζοντας τη δομική τους σύσταση, μία ομάδα ερευνητών έχει προσδιορίσει τις υποκείμενες ιδιότητες που τα καθιστούν τόσο ανθεκτικά ώστε να μπορούν να δαγκώνουν ακόμη και πετρώδη κοράλλια.

“Τα δόντια των παπαγαλόψαρων είναι ανθεκτικά στη δήξη σκληρών αντικειμένων και τα δόντια λίγων ζώων στη φύση είναι σκληρότερα ή ανθεκτικότερα”, αναφέρει ο επικεφαλής ερευνητής Dr M.Marcus από το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley στην Καλιφόρνια. Για να τραφούν, το εξεταζόμενο είδος παπαγαλόψαρου Chlorurus microrhinos δαγκώνουν κοράλια και καταναλώνουν το οργανικό υλικό που περιέχουν. Για να το πετύχουν αυτό, αυτά τα ψάρια έχουν δύο σειρές δοντιών: μία για τη δήξη κοραλλιών και μία φαρυγγική σειρά για τη μάσηση και τη λειοτρίβηση του αποκομμένου υλικού.

Με στόχο να ανακαλύψουν τι καθιστά τα δόντια των ψαριών τόσο ανθεκτικά, οι ερευνητές μέτρησαν πρώτα τις μηχανικές τους ιδιότητες σε πειράματα νανοσκληρομέτρησης. Στη συνέχεια, πραγματοποίησαν χημική ανάλυση με ποικιλία τεχνικών, συμπεριλαμβανομένων ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης με ακτινογραφική ανάλυση διασποράς ενέργειας και μικρο-ανάλυση με καθετήρα ηλεκτρονίων.

Όπως αναφέρεται στην ιστοσελίδα nanotechweb.org, τα αποτελέσματα έδειξαν πως δεν είναι ιδιαίτερο το υλικό κατασκευής των δοντιών των παπαγαλόψαρων, αλλά η διευθέτηση των κρυστάλλων τους. Μελετώντας τη δομή τους, οι ερευνητές βρήκαν πως οι αδαμαντινοειδείς νανοκρύσταλλοι προσανατολίζονται και συγκεντρώνονται σε δέσμες που διαπλέκονται όπως το στημόνι και το υφάδι στο ύφασμα. Οι ίνες μειώνονται σταδιακά σε μέγεθος από 5μm στη βάση στα 2μm στην κορυφή και σύμφωνα με τον Marcus, αυτή η μείωση του μεγέθους καθιστά τόσο ανθεκτική την οδοντική δομή.

“Τα αποτελέσματα δείχνουν επίσης πως στη φύση, οι σύνθετες δομές έχουν εξελιχθεί για να πραγματοποιούν εξειδικευμένες εκπληκτικές λειτουργίες, όπως τη δήξη κοραλλιού, χρησιμοποιώντας απλά, μη εκλεπτυσμένα υλικά”, αναφέρει ο Marcus στο nanotechweb.org. “Αντίθετα, τα υλικά που έχουν κατασκευαστεί από τον άνθρωπο, συνήθως κάνουν το αντίθετο-δηλαδή, χρησιμοποιούμε τεχνολογικά προηγμένα υλικά με πολύ βασική δομή.”.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, οι τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη μπορούν να εφαρμοστούν για την πιο σχολαστική μελέτη του ανθρώπινου οστού και των δοντιών και να βοηθήσουν στην ανάπτυξη νέων βιομιμητικών υλικών.