Forskare vid University of Pittsburgh School of Dental Medicine sammanför processen för biomineralisering av tandemaljen, vilket skulle kunna leda till nya tillvägagångssätt i nanoskala för att utveckla biomaterial. Fynden rapporteras online denna vecka i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Dental emalj är den mest mineraliserade vävnaden i kroppen och kombinerar hög hårdhet med motståndskraft, sa Elia Beniash, Ph.D., docent i oral biologi, Pitt School of Dental Medicine. Dessa egenskaper är resultatet av dess unika struktur, som liknar ett komplext keramiskt mikrotyg.

"Emalj börjar som en organisk gel som har små mineralkristaller suspenderade i sig, " sa han. "I vårt projekt, vi återskapade de tidiga stegen av emaljbildning så att vi bättre kunde förstå rollen av ett centralt regulatoriskt protein som kallas amelogenin i denna process."

Dr. Beniash och hans team fann att amelogeninmolekyler självmonterar stegvis via små oligomera byggstenar till högre ordningsstrukturer. Precis som att koppla ihop en serie punkter, amelogeninaggregat stabiliserar små partiklar av kalciumfosfat, som är den huvudsakliga mineralfasen i emalj och ben, och organisera dem i parallella arrayer. När väl ordnat, nanopartiklarna smälter samman och kristalliserar för att bygga den mycket mineraliserade emaljstrukturen.

"Förhållandet är inte klart för oss ännu, men det verkar som att amelogenins förmåga att självmontera är avgörande för dess roll i att styra prickarna, kallade prenukleationskluster, in i detta komplex, välorganiserad struktur, "Dr. Beniash sa. "Detta ger oss insikt i hur vi kan använda biologiska molekyler för att hjälpa oss att bygga mineraler i nanoskala till nya material, vilket är viktigt för restaurerande tandvård och många andra tekniker."