Forbindelse af prikkerne:Nanoskala tilgang til biomaterialer

Forskere ved University of Pittsburgh School of Dental Medicine sammensætter processen med biomineralisering af tandemalje, som kunne føre til nye tilgange på nanoskala til udvikling af biomaterialer. Resultaterne er rapporteret online i denne uge i Procedurer fra National Academy of Sciences .

Tandemalje er det mest mineraliserede væv i kroppen og kombinerer høj hårdhed med modstandskraft, sagde Elia Beniash, Ph.D., lektor i oral biologi, Pitt School of Dental Medicine. Disse egenskaber er resultatet af dens unikke struktur, som ligner et komplekst keramisk mikrostof.

"Emalje starter som en organisk gel, der har små mineralkrystaller suspenderet i sig, " sagde han. "I vores projekt, vi genskabte de tidlige trin af emaljedannelse, så vi bedre kunne forstå rollen af ​​et centralt regulatorisk protein kaldet amelogenin i denne proces."

Dr. Beniash og hans team fandt ud af, at amelogenin-molekyler samler sig selv på trinvis måde via små oligomere byggeklodser til højere ordens strukturer. Ligesom at forbinde en række prikker, amelogeninsamlinger stabiliserer små partikler af calciumphosphat, som er den vigtigste mineralske fase i emalje og knogler, og organiser dem i parallelle arrays. Når det var arrangeret, nanopartiklerne smelter sammen og krystalliserer for at opbygge den stærkt mineraliserede emaljestruktur.

"Forholdet er ikke klart for os endnu, men det ser ud til, at amelogenins evne til at samle sig selv er afgørende for dets rolle i at lede prikkerne, kaldet prænukleationsklynger, ind i dette kompleks, meget organiseret struktur, "Dr. Beniash sagde. "Dette giver os indsigt i måder, hvorpå vi kan bruge biologiske molekyler til at hjælpe os med at opbygge nanoskala mineraler til nye materialer, hvilket er vigtigt for genoprettende tandpleje og mange andre teknologier."