Batu tumbuhan mikroskopik boleh menyebabkan kerosakan yang tidak dapat dipulihkan pada enamel gigi

Enamel gigi, bahan paling keras dalam tubuh manusia, mungkin berisiko haus secara beransur-ansur dan tidak dapat dipulihkan daripada mengunyah sayur-sayuran.

Walaupun makanan tumbuhan adalah bahagian penting dalam diet yang sihat kerana ia membekalkan serat, vitamin dan mineral, pasukan penyelidik antarabangsa telah mendapati bahawa batu tumbuhan mikroskopik yang dikenali sebagai phytoliths boleh menyumbang kepada haus gigi dari semasa ke semasa, yang berpotensi membawa kepada lawatan lebih kerap ke doktor gigi.

Mereka membangunkan daun tiruan yang tertanam dengan zarah mikroskopik ini dan memasangnya pada peranti yang menyerupai tekanan dan gerakan gelongsor mengunyah sampel enamel gigi yang disediakan oleh saintis tempatan.

Menurut hasil eksperimen, yang diterbitkan dalam Journal of the Royal Society Interface, walaupun tisu tumbuhan lembut menyebabkan kerosakan kekal pada enamel dan kehilangan mineral apabila berinteraksi dengan enamel.

Ia adalah perkara biasa bagi ahli arkeologi untuk mencari sisa-sisa fosil gigi, kerana ia kekal sangat terpelihara kerana kekerasan dan kekuatan yang luar biasa, yang boleh mengatasi bahan kejuruteraan moden yang terbaik.

Enamel gigi adalah kuat tetapi juga rapuh, menjadikannya terdedah kepada kemerosotan mekanikal daripada retak, yang berlaku secara tiba-tiba apabila daya gigitan menyebabkan retakan mikro merebak, dan haus, kehilangan bahan yang perlahan selama bertahun-tahun.

Para saintis telah menjalankan penyelidikan yang meluas tentang bagaimana enamel gigi manusia pecah dan haus, apa yang menyebabkan kerosakan, dan berapa banyak daya yang diperlukan untuk menyebabkan keretakan. Walau bagaimanapun, satu kawasan yang masih kurang difahami ialah kesan mikrozarah daripada sumber luaran, seperti habuk atau makanan, pada enamel.

Fitolith ialah zarah silika mikroskopik yang terbentuk dalam tisu banyak tumbuhan apabila akar mengambil silika larut dari tanah dan sistem vaskular mendepositkannya di bahagian lain tumbuhan.

Kajian terdahulu telah melihat kehausan enamel yang disebabkan oleh fitolit tumbuhan, tetapi hasilnya sering tidak konsisten. Selain itu, kajian ini telah gagal untuk memodelkan secara realistik bagaimana banyak phytolith yang tertanam dalam tisu tumbuhan lembut berinteraksi dengan enamel gigi semasa mengunyah.

Dalam kajian ini, para penyelidik mencipta daun tiruan daripada matriks polydimethylsiloxane (PDMS) yang tertanam dengan phytoliths opaline yang berasal daripada batang dan daun gandum.

Lembaran yang terhasil, sama dalam ketebalan dan ketegaran kepada perkara sebenar, kemudiannya dipasang pada pemegang dan berulang kali dihubungi dengan sampel gigi bijak manusia yang sihat yang dikumpulkan daripada doktor gigi untuk mensimulasikan gelongsor dan tekanan mengunyah.

Perubahan fizikal dan kimia dalam enamel daun dan gigi dianalisis menggunakan mikroskop resolusi tinggi dan teknik spektroskopi.

Para saintis telah mendapati bahawa walaupun phytolith itu sendiri rosak selepas pendedahan berulang, mereka masih memburukkan haus sedia ada pada enamel gigi dan mengurangkan kandungan mineralnya.

Keputusan yang tidak dijangka ialah mekanisme haus asas didapati sebagai ubah bentuk separa plastik atau kekal yang timbul daripada kelemahan dalam struktur mikroskopik enamel, dan bukannya patah rapuh klasik.

Para penyelidik percaya bahawa data baharu mengenai kemerosotan enamel boleh membantu saintis lebih memahami diet, tingkah laku, pergerakan dan habitat haiwan, bertindak sebagai jambatan antara disiplin antara sains fizikal dan biologi.