Kępki emalii

To jest przekrój histologiczny zęba i pokazuje szkliwo (górny prawy, lekko czerwonawy z pęknięciem do krawędzi powierzchni w rogu) i zębinę (dolny lewy, dwa lekko fioletowe jasne, a potem ciemne paski). Jasną granicą między nimi jest połączenie szkliwa zębiny. Z tego można zobaczyć kępki szkliwa rosnące w prawym górnym rogu.

Kępki szkliwa to hipomineralizowane struktury podobne do wstęg, które biegną wzdłuż osi zęba i rozciągają się od połączenia szkliwa zębiny (DEJ) od jednej piątej do jednej trzeciej w głąb szkliwa . Nazywa się je „kępkami” ze względu na ich falisty wygląd w mikrostrukturze szkliwa.

Z punktu widzenia biomechanicznego kępki szkliwa to „zamknięte pęknięcia” lub defekty , które ze względu na sposób rozprzestrzeniania się zapobiegają pęknięciom szkliwa . Ten aspekt jest badany, aby zobaczyć, jak wytwarzać materiały bardziej odporne na pękanie. Jednak mogą one również tworzyć się bez stresu podczas rozwoju szkliwa.

Kępki szkliwa występują najczęściej w szkliwie zębów trzonowych zwierząt, które miażdżą twarde przedmioty pokarmowe, takie jak orzechy (zmiażdżone przez małpy ) i skorupiaki (zmiażdżone przez wydry morskie ).

Mikrostruktura

Każda kępka składa się z kilku niepołączonych liści, które zaczynają się w pobliżu połączenia szkliwa zębiny. Defekty te, gdy przechodzą przez pręciki emalii na powierzchnię, stają się coraz bardziej rozdrobnione i włókniste. Skaningowa mikrografia elektronowa stwierdza, że ​​istnieją dwa rodzaje: jedna, która jest ciągła z błoną szkliwno-zębinową na styku zębiny i jest kwasoodporna, oraz druga, która składa się z pustych przestrzeni między pryzmatami a twardymi ścianami pokrytymi materią organiczną .

Kępki szkliwa są szczególnie powszechne na zębach trzonowych o niskiej koronie, tępo guzkowatych, używanych do kruszenia; nazywane są one „ bunodontami ”.

Rozwój

Pochodzenie kępek szkliwa nie jest do końca poznane. Wydaje się jednak, że mogą one powstać podczas rozwoju szkliwa w obszarach, gdzie pręciki szkliwa są stłoczone na granicach, gdzie są ze sobą zwinięte, tworząc okresowo osłabione, zredukowane płaszczyzny mineralne. Te słabości powodują następnie przejściowe pęknięcia podłużne w płaszczyźnie poprzecznej rozwijającego się szkliwa.

Ich powstawanie przypisuje się stresowi i są uważane za formę defektu. Jednak nacisk na szkliwo nie jest potrzebny do ich wytworzenia, ponieważ występują one w zatrzymanych trzecich zębach trzonowych , na które nie mają wpływu siły gryzienia.

Pęknięcia szkliwa

Niektóre źródła uważają, że nie mają one znaczenia klinicznego. Zauważono jednak, że są ważnym potencjalnym źródłem pęknięć szkliwa, które powstają po długotrwałym użytkowaniu lub przeciążeniu. Wydaje się, że chociaż szkliwo łatwo zaczyna tworzyć defekty pęknięć kępek szkliwa, następnie umożliwiają one szkliwo przeciwstawienie się dalszemu postępowi tych pęknięć, ostatecznie zapobiegając uszkodzeniom mechanicznym. Ta odporność na pękanie jest powodem, dla którego szkliwo zębów jest trzy razy mocniejsze niż jego składowe hydroksyapatytu , które tworzą pręciki szkliwa .

Kępki szkliwa zwykle nie prowadzą do uszkodzenia szkliwa, ponieważ te defekty stabilizują potencjalne złamania. Zaangażowane procesy obejmują tworzenie „ekranowania naprężeń” poprzez zwiększanie podatności szkliwa w pobliżu zębiny . Decussation to kolejny czynnik, dzięki któremu pęknięcia tworzą faliste, schodkowe przedłużenia, które zatrzymują ich dalszy rozwój. Kępki szkliwa również samoleczą się poprzez proces wypełniania płynami bogatymi w białko. Odontologicznie można je wypełnić światłoutwardzalną żywicą kompozytową po dwukrotnym nałożeniu.

Zwierzęta z kępkami emalii

uzębienia zwierząt , spotyka się je szczególnie u zwierząt, które zębami miażdżą twarde materiały, takie jak orzechy i muszle mięczaków . Kępki znajdują się zwłaszcza w szkliwie naczelnych, takich jak szympansy , orangutany i goryle . Występują również u niedźwiedzi , świń , pekari i wydr morskich .

Znaczenie biomimikry

Szkliwo jest kruche jak szkło , a mimo to wielokrotnie w ciągu dnia wytrzymuje siły zgryzu podczas żucia nawet do 1000 N. W związku z tym argumentowano, że kępki szkliwa są przykładem tego, w jaki sposób natura stworzyła biomechaniczne rozwiązanie problemu słabych wewnętrznych interfejsów, które w innym przypadku miałyby struktury laminowane . Zastosowane rozwiązania (takie jak wypełnianie rosnących ubytków płynami) zainspirowały naukowców do stworzenia nowych materiałów bioinspirowanych (lub biomimikry ).

Nie mylić z

Kępki szkliwa są często mylone z blaszkami szkliwa , które również są defektami szkliwa, ale różnią się pod dwoma względami: blaszki są liniowe, a nie rozgałęzione i występują przede wszystkim od powierzchni szkliwa przez szkliwo do połączenia szkliwa zębinowego, natomiast kępki szkliwa wystają w przeciwnym kierunku.

Pęczków emalii nie należy również mylić z podobnymi trzpieniami emalii . Wrzeciona szkliwa również są defektami liniowymi, podobnie jak blaszki, ale również można je znaleźć tylko na styku szkliwa zębinowego, podobnie jak kępki szkliwa. Dzieje się tak dlatego, że powstają w wyniku uwięzienia odontoblastów między ameloblastami przed i podczas amelogenezy .