Восстановление зубной эмали

14.12.2019

Зубная эмаль - самое твердое вещество в организме человека, которое, увы, незаменимо. Во всем мире миллиарды людей ежедневно страдают от постепенного разрушения зубов, вызванного потерей зубной эмали. Долгое время этот процесс считался необратимым, однако новое исследование подарило человечеству шанс значительно продлить здоровье зубов.

Китайские ученые из университета Чжэцзян разработали жидкую смесь, которая позволяет эффективно восстановить наружный слой поврежденной эмали. Для этого они использовали материал, имитирующий естественный процесс минерализации защитного покрова наших зубов.

Зубная эмаль образуется в результате процесса биоминерализации. Клетки, называемые амелобластами, выделяют белки, которые в конечном итоге затвердевают и формируют твердое покрытие более мягких частей зуба. Проблема же заключается в том, что такие клетки живут лишь во время развития зубов, а потому "зрелые" зубы практически лишены естественной способности к самовосстановлению.

Материал, состоящий из кластеров ионов фосфата кальция, может быть использован для получения слоя-предшественника эмали. Это означает, что с помощью искусственных мер можно вызвать рост кристаллов эмали, имитирующий аналогичный естественный процесс. Практическим доказательством их слов стал новый тип кластеров пресловутых ионов фосфата кальция (CPIC) диаметром всего 1,5 доли нанометра (это примерно одна миллиардная доля метра).

Казалось бы, от таких крошечных частиц не может быть никакой практической пользы. Однако после синтеза они были стабилизированы в растворе этанола с триметиланином, которые к тому же предотвращают слипание кластеров. Получившийся гелеобразный материал был нанесен на человеческие зубы и произошло чудо: искусственные кристаллы успешно слились с остатками эмали в единое целое, совершенно неотличимое от изначальной ткани зуба. Всего за 48 часов образовался твердый слой, толщина которого достигала 2,8 микрометров.

Получившаяся оболочка в сотни раз тоньше, чем природная зубная эмаль. Однако ученые уверены, что повторное нанесение раствора позволит увеличить толщину слоя и нарастить его до приемлемой величины - это лишь вопрос времени и многократных повторений. Искусственно выращенная эмаль обладает той же структурой и механическими свойствами, что и природная.

<< Назад: Мозг распознает прикосновения даже за пределами тела 14.12.2019

>> Вперед: Полимерный материал, меняющий форму под действием магнитов 13.12.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микрогравитация не ослабляет сердечные клетки 09.09.2026

Продолжительное пребывание в космосе подвергает человеческий организм воздействию условий, с которыми он никогда не сталкивается на Земле. Микрогравитация изменяет распределение жидкостей, способствует потере костной и мышечной массы, а космическое излучение способно повреждать ДНК. Особое значение для будущих длительных экспедиций имеет состояние сердечно-сосудистой системы. Новый эксперимент с мышами на борту Международной космической станции показал, что клетки сердечной мышцы могут сохранять силу сокращения даже после нескольких недель пребывания в микрогравитации. Исследователи давно наблюдают за тем, каким образом отсутствие привычной земной гравитационной нагрузки отражается на организме. В космосе жидкости перераспределяются в сторону верхней части тела, позвоночник немного растягивается, из-за чего рост временно увеличивается, а скелетные мышцы постепенно теряют массу и силу. Однако сердечная мышца работает в несколько иных условиях, поэтому специалисты Чикагского университ ...>>

Квантовый процессор IBM Nighthawk R2 09.09.2026

Квантовые компьютеры пока существенно уступают классическим системам в универсальности, однако в специализированных задачах они уже демонстрируют впечатляющие возможности. При этом важна не только вычислительная мощность отдельных кубитов, но и скорость, с которой процессор способен выполнять последовательность квантовых операций. Именно на сокращение таких задержек специалисты IBM сделали ставку при создании нового процессора Nighthawk R2, оснащенного 120 программируемыми кубитами. Главным достижением Nighthawk R2 стала значительно более высокая скорость выполнения квантовых схем. Новый процессор способен обрабатывать более 100 тысяч схем в секунду, тогда как предшествующий Heron выполнял около 4 тысяч. Такой разрыв связан не столько с увеличением количества кубитов, сколько с устранением одного из узких мест квантовых вычислений - длительного промежутка между последовательными запусками программ. В предыдущей архитектуре Heron после завершения вычисления кубит необходимо было и ...>>

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Графен приближает идею космического лифта 08.09.2026

Вывод грузов за пределы Земли сегодня остается сложным и дорогостоящим процессом: каждый запуск требует огромного количества топлива, а значительная часть конструкции ракеты используется всего один раз. Поэтому идея космического лифта, возникшая еще много десятилетий назад, продолжает привлекать внимание инженеров и исследователей. Вместо множества отдельных ракетных стартов предлагается создать постоянную транспортную систему между Землей и космосом, по которой грузы перемещались бы с помощью электричества. Последние достижения в производстве поликристаллического графена вновь заставили специалистов обсуждать эту концепцию не только как фантастическую идею, но и как потенциальный инженерный проект. Основным элементом будущего сооружения должен стать сверхпрочный трос. Согласно концепции Международного консорциума космического лифта (ISEC), он должен начинаться у экватора и простираться примерно на 100 000 километров в космос, значительно дальше геостационарной орбиты. На внешнем ко ...>>

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Случайная новость из Архива Открыта новая форма магнетизма 21.11.2023 Научный коллектив из ETH Zurich объявил о революционном открытии нового вида магнетизма. Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что искусственно созданный материал может приобретать магнитные свойства за счет механизма, ранее неизвестного. Экспериментальное обнаружение новой формы магнетизма в муаровых материалах открывает новые перспективы в понимании магнитных свойств материалов. Полученные результаты позволяют рассмотреть возможные применения этого явления в технологиях будущего и создании новых материалов с уникальными магнитными свойствами. Известная форма магнетизма, проявляющаяся, например, при приклеивании магнитов к холодильнику, называется ферромагнетизмом и возникает, когда все электроны в материале вращаются в одном направлении. Однако существуют и другие формы, такие как парамагнетизм, являющийся менее интенсивной версией и проявляющийся, когда вращение электронов направлено в случайных направлениях. В ходе нового исследования ученые из ETH Zurich исследовали магнитные свойства муаровых материалов, экспериментальных композиций, созданных путем включения двумерных листов молибдена диселенида и дисульфида вольфрама. Эти материалы обладают решетчатой структурой, способной содержать электроны. Для определения типа магнетизма в этих муаровых материалах исследователи внесли в них электроны с помощью электрического тока, увеличивая напряжение. Затем, для измерения магнетизма, они направили лазер на материал и измерили степень отражения света для разных поляризаций, что позволяет определить, вращаются ли электроны в одном направлении (свидетельствуя о ферромагнетизме) или в случайных направлениях (характеризующих парамагнетизм). Сначала материал проявлял признаки парамагнетизма, однако при добавлении большего количества электронов в решетку он внезапно и неожиданно переходил в состояние ферромагнетизма. Интересно, что этот сдвиг произошел именно тогда, когда в решетке содержалось более одного электрона на каждое место, исключая обменное взаимодействие - обычный механизм, отвечающий за ферромагнетизм. Ученые предложили альтернативный механизм: при попадании более одного электрона в узлы решетки они объединяются в частицы, известные как "дублоны", которые в конечном итоге заполняют всю решетку путем квантового туннелирования. В процессе этого электроны минимизируют свою кинетическую энергию, выравнивая свои спины и, таким образом, создавая ферромагнетизм. Такой "кинетический магнетизм" теоретически предполагался десятилетиями, но ранее не был замечен в твердых материалах.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026