Naukowcy z University of Surrey i School of Dentistry na University of Birmingham opracowali nową technikę, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób kwas uszkadza zęby na poziomie mikrostrukturalnym.
Naukowcy wykorzystali technikę zwaną "synchrotronową mikrotomografią rentgenowską in situ" w Diamond Light Source, specjalnym akceleratorze cząstek. Tam elektrony zostały przyspieszone do prędkości bliskiej prędkości światła, aby wygenerować jasne promieniowanie rentgenowskie, które wykorzystano do skanowania próbek zębiny podczas leczenia kwasem.
Zaawansowana szybka synchrotronowa mikrotomografia rentgenowska (SXM), o wysokiej rozdzielczości przestrzennej (0,325 μm) i czasowej (15 min.), została wykorzystana do przeprowadzenia pierwszego badania 3D (4D) in vitro, z rozdzielczością czasową zmian mikrostrukturalnych w fazach ITD i PTD ludzkich próbek zębiny (∼0,8 × 0,8 × 5 mm) podczas 6 godzin ciągłej ekspozycji na kwas.
Zaawansowana szybka synchrotronowa mikrotomografia rentgenowska (SXM), o wysokiej rozdzielczości przestrzennej (0,325 μm) i czasowej (15 min.), została wykorzystana do przeprowadzenia pierwszego badania 3D (4D) in vitro, z rozdzielczością czasową zmian mikrostrukturalnych w fazach ITD i PTD ludzkich próbek zębiny (∼0,8 × 0,8 × 5 mm) podczas 6 godzin ciągłej ekspozycji na kwas.
Umożliwiło to zespołowi zbudowanie wyraźnych obrazów 3D wewnętrznej struktury zębiny z rozdzielczością submikrometrową (mikrometr to jedna tysięczna milimetra). Analizując te obrazy w ciągu 6 godzin eksperymentu, naukowcy przeprowadzili pierwsze w historii czasowo rozwiązane badanie 3D (często określane jako badania 4D) zmian mikrostrukturalnych zębiny spowodowanych przez kwas.
Określono ilościowo różne szybkości demineralizacji ITD (1,79 μm/min) i PTD (1,94 μm/min) oraz ich progresywne profile szerokości i głębokości, co daje wgląd w mechanizmy demineralizacji zębiny. Wnioski uzyskane z charakterystyk morfologicznych i procesu demineralizacji ITD i PTD podczas demineralizacji kwasowej pomogłyby zrozumieć proces demineralizacji i potencjalnie pomogłyby w opracowaniu nowych terapeutycznych metod leczenia zębiny. Metoda ta umożliwia ciągłe badanie stosunkowo dużych ilości zębiny podczas demineralizacji, a także wykazuje potencjał do badania procesu remineralizacji proponowanych terapeutycznych terapii zębiny.
Dr Tan Sui, starszy wykładowca inżynierii materiałowej na University of Surrey, który kierował grupą badawczą, powiedział: - Stosunkowo niewiele wiadomo o tym, jak dokładnie kwas uszkadza zębinę wewnątrz naszych zębów na poziomie mikrostrukturalnym. Ta nowa technika badawcza zmienia to i otwiera możliwość pomocy w identyfikacji nowych sposobów ochrony tkanek zęba i opracowywania nowych metod leczenia.
Nathanael Leung, doktorant ostatniego roku na University of Surrey, otrzymał za te badania nagrodę GSK Award 2021 od Oral and Dental Research Trust. Będzie kontynuował badania nad mechaniczną odpowiedzią zębiny na siły żucia w korelacji ze zmianami mikrostrukturalnymi, które powoduje kwas, a także w odpowiedzi na różne zabiegi, takie jak wypełnienia i korony.
Z treścią całego artykułu można się zapoznać w: Leung N, Harper RA, Zhu B i wsp. 4D microstructural changes in dentinal tubules during acid demineralisation. Dental Materials. 2021. DOI: 10.1016/j.dental.2021.09.002.
