Nanostrutture di dentina, un fenomeno naturale

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dentLa dentina, sostanza simile all’osso che si trova tra lo smalto esterno, il cemento alla radice del dente e la polpa, è un materiale poroso composto per il 65% di materiale inorganico, per il 22% di materiale organico e per il 13% di acqua. E’ il materiale biologico più durevole del corpo umano, e i ricercatori della Universitätsmedizin Berlin sono riusciti a dimostrare che questa sua caratteristica dipende da una speciale nanostruttura e dall’interazione tra componenti organiche e inorganiche; in particolare è l’accoppiamento meccanico tra le fibre proteiche di collagene e nanoparticelle minerali che rende la dentina capace di sostenere forze estreme. Nell’uomo i denti entrano in contatto mediamente 5000 volte al giorno e pur attivando forze importanti durante la masticazione è estremamente raro che un dente sano si spezzi.  Per quanto smalto e dentina siano composti dallo stesso minerale (cHAP, carbonato idrossiapatite), questa seconda è a tutti gli effetti un materiale nanocomposito complesso, costituito da nanoparticelle inorganiche di cHAP “embedded” in una matrice organica di fibre proteiche di collagene che impedisce che eventuali stress da compressione che possono determinare la rottura dello smalto si propaghino anche alla dentina grazie a una variazione spaziale delle nanoparticelle sottoposte a sollecitazione; più precisamente, le fibre di collagene si contraggono esercitando una specie di controllo sul carico esercitato sulle nanoparticelle. Una riprova del ruolo principale dell’interazione tra fibre di collagene e nanoparticelle minerali viene dal fatto che le infezioni batteriche tendono a dissolvere il minerale con la produzione di enzimi che distruggono le fibre di coolagene, da cui una debolezza del dente che tende quindi a rompersi più facilmente. La struttura analizzata in dettaglio dai ricercatori tedeschi, molto più complessa di quanto non si pensasse, si ritiene che potrà essere utilizzata come modello di sistema per lo sviluppo di nuovi materiali.dent

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