ฟัน เคลือบฟันของมนุษย์ ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อที่แข็งที่สุดในร่างกาย มีบทบาทสำคัญในการปกป้องฟัน จากการสึกหรอจากการสัมผัสกับร่างกาย และสารเคมีในแต่ละวัน เป็นที่ทราบกันดีว่าความแข็งแรงเชิงกล และการต้านทานความล้าของเคลือบฟันนั้น เกิดจากโครงสร้างลำดับชั้นของโมเลกุล ซึ่งประกอบด้วยเส้นใยไฮดรอกซีอะพาไทต์ ที่แข็งแรงที่มีโครงสร้างเป็นช่วงๆ ซึ่งเป็นแร่ธาตุหลักของกระดูกและฟัน ในกรณีของฟัน การมีแร่ธาตุอยู่เกือบ 96 เปอร์เซ็นต์

อย่างไรก็ตาม เรายังไม่มีความเข้าใจอย่างสมบูรณ์ เกี่ยวกับกระบวนการตกผลึกของไฮดรอกซีอะพาไทต์ภายในเนื้อเยื่อ ซึ่งนำไปสู่โครงสร้างนี้ ไอออนของแมกนีเซียม ซึ่งมีอยู่ในพันธะทางชีวภาพหลายชนิด ควบคุมการตกผลึกของไฮดรอกซีอะพาไทต์ โดยทำให้สารตั้งต้นของแคลเซียมฟอสเฟตคงที่ เนื้อเยื่อที่แข็งที่สุดในร่างกายมนุษย์นั้นแข็งแรงพอ ที่จะทนต่อความเครียดในแต่ละวันได้เป็นเวลานาน แต่ในขณะเดียวกันก็มีความยืดหยุ่นสูง

ซึ่งเป็นเรื่องเหลือเชื่อมาก ที่นักวิทยาศาสตร์ ยังไม่ได้สร้างสิ่งทดแทน ที่สามารถจับคู่กับวัสดุธรรมชาติได้ ในครั้งนี้นักวิจัยอ้างว่า พวกเขาได้สังเคราะห์สารเคลือบฟันเทียมที่แข็งแรง และทนทานกว่าของจริงตามธรรมชาติ นี่เป็นความก้าวหน้าที่ชัดเจน อัลวาโร่ มาตา วิศวกรชีวการแพทย์ที่มหาวิทยาลัยนอตติงแฮม ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษากล่าว ตามที่เขาพูดความก้าวหน้านี้สามารถใช้ได้ไม่เพียง แต่สำหรับการฟื้นฟูฟันเท่านั้น วัสดุที่มีความแข็งแรงสูง มีประโยชน์หลายอย่าง

การเคลือบเป็นเรื่องยากที่จะเลียนแบบ เนื่องจากโครงสร้างของมัน มีวิธีการรวมอนุภาคเข้าด้วยกันหลายอย่าง โดยเริ่มจากอะตอม เช่นเดียวกับเส้นใยขนสัตว์ ที่ปั่นเป็นเส้นด้ายแล้วทำเป็นเสื้อสเวตเตอร์ถักอย่างประณีต อะตอมของแคลเซียม ฟอสฟอรัส และออกซิเจนจะต้องเชื่อมต่อกัน ในรูปแบบการทำซ้ำที่ซับซ้อน ทำให้เกิดผลึกขัดแตะ เซลล์ที่ผลิตสารเคลือบจะสร้างสารเคลือบ ที่อุดมด้วยแมกนีเซียมรอบๆ โครงตาข่ายนี้ ทำให้เกิดวัสดุที่ทนทาน

ซึ่งถูกจัดวางเพิ่มเติมในโครงสร้างช่องท้องแบบเสาหิน ก่อนหน้านี้นักวิจัยที่พยายามสร้างเคลือบฟันเทียม ได้พยายามดิ้นรนเพื่อให้บรรลุเป้าหมายในระดับต่างๆ เหล่านี้โดยใช้เปปไทด์กรดอะมิโนสายสั้น คล้ายกับเซลล์ที่ใช้สร้างโปรตีน เพื่อควบคุมการก่อตัวของสารประกอบผลึก แต่ไม่สามารถทำซ้ำวัสดุเทียม ที่แนะนำเกี่ยวกับความยืดหยุ่น และความแข็งของเคลือบฟันธรรมชาติ

ในโครงการวิจัยใหม่นักวิทยาศาสตร์ ได้พยายามเลียนแบบกลไกธรรมชาติ ในการสร้างโครงสร้างของสารประกอบผลึก แทนที่จะใช้เปปไทด์และเครื่องมือทางชีววิทยาอื่นๆ พวกเขาใช้อุณหภูมิที่สูงเกินไป ในการผูกองค์ประกอบต่างๆ ให้อยู่ในรูปแบบที่เป็นระเบียบ เช่นเดียวกับความพยายามก่อนหน้านี้ในการเคลือบฟันเทียม ทีมงานได้สร้างวัสดุใหม่จากเส้นใยนาโนของไฮดรอกซีอะพาไทต์ ซึ่งเป็นแร่ธาตุชนิดเดียว กับที่ประกอบเป็นเคลือบฟันจริง

นักวิจัยเคลือบนาโนฟิลาเมนต์ ด้วยการเคลือบด้วยโลหะที่ยืดหยุ่นได้ ซึ่งต่างจากสารเคลือบสังเคราะห์อื่นๆ ส่วนใหญ่นิโคลัส โคตอฟ ผู้ร่วมวิจัยด้านการศึกษา วิศวกรเคมีจากมหาวิทยาลัยมิชิแกน ที่แอน อาร์เบอร์ กล่าวว่าการเคลือบบนเส้นใยนาโน ที่เป็นผลึกเป็นส่วนผสมลับที่ทำให้สารเคลือบเทียมนี้ มีความยืดหยุ่น การเคลือบช่วยลดโอกาสที่เส้นจะขาด เนื่องจากวัสดุที่อ่อนนุ่มรอบๆ สามารถดูดซับแรงกด หรือการกระแทกที่รุนแรงได้

แม้ว่าเส้นใยเคลือบฟันธรรมชาติ จะมีสารเคลือบที่อุดมด้วยแมกนีเซียม แต่นักวิจัยได้แทนที่มันด้วยเซอร์โคเนียมออกไซด์ ซึ่งมีความทนทานอย่างยิ่งและปลอดสารพิษในเวลาเดียวกัน โคตอฟ กล่าว ผลที่ได้คือวัสดุคล้ายอีนาเมล ที่สามารถขึ้นรูปโดยใช้เครื่องมือพิเศษ เจเน็ต โมเรเดียน โอลด์ดัก นักเคมีด้านโปรตีนจากคณะทันตแพทยศาสตร์ USC ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษากล่าวว่า เส้นใยของวัสดุใหม่นี้ไม่ได้สานเข้ากับสถาปัตยกรรม 3 มิติ

ซึ่งซับซ้อนของเคลือบฟันธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม ตามความเห็นของเธอ โครงสร้างที่สร้างขึ้นโดยการเปรียบเทียบนั้น ใกล้เคียงกับการเคลือบจริงมากกว่าครั้งก่อนเล็กน้อย ในการวัดความแข็งและความยืดหยุ่นของเคลือบฟันเทียมใหม่ นักวิจัยได้ตัดชิ้นส่วนของมัน แล้วใช้แรงกดจนกว่าบาดแผลจะแตก แรงดันระเบิดและความยาวของรอยแตก ทำให้สามารถระบุความแข็งแรงและความต้านทาน ต่อการเสียรูปของเคลือบฟันได้

ผ่านการทดสอบแล้วว่าง่ายเพียงใด ในการเยื้องเคลือบ ฟัน ด้วยปลายเพชรที่ลับให้แหลม การทดสอบเปรียบเทียบเคลือบฟันเทียมกับเคลือบฟันธรรมชาติ ในการทดสอบเหล่านี้ พบว่ารุ่นที่ปลูกในห้องปฏิบัติการนั้นมีประสิทธิภาพ เหนือกว่าสารเคลือบตามธรรมชาติใน 6 ด้านที่แตกต่างกัน รวมถึงความยืดหยุ่นและการดูดซับแรงสั่นสะเทือน นักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจในการสร้างสารเคลือบฟันเทียมมานานแล้ว เพราะร่างกายของเราไม่สามารถสร้างมันขึ้นมาใหม่ได้

เซลล์ที่ประกอบเป็นเคลือบฟัน ของเราจะตายทันทีที่ฟันงอก ประชากรครึ่งโลกมีปัญหาเกี่ยวกับเคลือบฟัน และหลายคนนำไปสู่โรคร้ายแรง ซึ่งรวมถึงการสูญเสียฟัน มาตากล่าว มีบทบาทอย่างมากต่อคุณภาพชีวิตของผู้คน และวิธีการที่ทันสมัยในการฟื้นฟูเคลือบฟัน ไม่ได้มีส่วนผสมของความแข็งและความยืดหยุ่นพิเศษ ที่ช่วยให้เคลือบฟันธรรมชาติมีอายุการใช้งานนานหลายทศวรรษ

อย่างไรก็ตามมาตาและโมเรเดียน โอลดัก สังเกตว่าวัสดุใหม่ยังไม่พร้อมสำหรับการใช้งาน นักวิจัยไม่ได้ทดสอบว่ามันเกาะกับเคลือบฟันธรรมชาติได้ดีเพียงใด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการฟื้นฟูฟัน และวิธีนี้ต้องการให้วัสดุได้รับความร้อนถึง 300 องศาเซลเซียส จากนั้นนำไปแช่แข็งอย่างทั่วถึง และผ่านกระบวนการ ซึ่งอาจเป็นเรื่องยากสำหรับสำนักงานทันตกรรมส่วนใหญ่

แต่ความสนใจในการประดิษฐ์ อาจอยู่นอกช่องปาก ตัวอย่างเช่น เคลือบฟันเทียมสามารถช่วยป้องกันวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ที่เปราะบางในแล็ปท็อปจากการถูกผลักแรงเกินไป และการฉายภาพคุณสมบัติของเคลือบฟันในขนาดที่ใหญ่ขึ้นในวันหนึ่ง อาจช่วยให้วิศวกรพัฒนาวัสดุก่อสร้างที่ทนต่อความเสียหาย จากแผ่นดินไหวได้ นี่เป็นการเปิดโอกาสสำหรับการใช้งานทุกประเภทนอกเหนือจากยา

อ่านบทความอื่นๆที่น่าสนใจต่อได้ที่ ซึมเศร้า อธิบายเกี่ยวกับอาการซึมเศร้าหลังคลอดลูก