Med ett av två australiska barn som rapporterades ha karies i sina permanenta tänder vid 12 års ålder, forskare från University of Sydney tror att de har identifierat några nanoskala element som styr beteendet hos våra tänder.

Material- och strukturingenjörer arbetade med tandläkare och bioingenjörer för att kartlägga den exakta sammansättningen och strukturen av tandemaljen i atomär skala.

Med hjälp av en relativt ny mikroskopiteknik som kallas atomsondstomografi, deras arbete producerade de första tredimensionella kartorna någonsin som visar positionerna för atomer som är kritiska i sönderfallsprocessen.

Den nya kunskapen om atomsammansättning på nanonivå har potential att hjälpa munhälsohygien och kariesförebyggande, och har publicerats idag i tidskriften Vetenskapens framsteg .

Professor Julie Cairney, Material- och strukturingenjör vid fakulteten för teknik och informationsteknologi, sa:

"Tandläkaren har vetat att vissa spårjoner är viktiga i tandemaljens tuffa struktur men fram tills nu hade det varit omöjligt att kartlägga jonerna i detalj.

"Strukturen av mänsklig tandemalj är extremt komplicerad och även om vi har känt till att magnesium, karbonat- och fluoridjoner påverkar emaljegenskaper forskare har aldrig kunnat fånga dess struktur med en tillräckligt hög upplösning eller definition."

"Vad vi har hittat är de magnesiumrika regionerna mellan hydroxiapatitnanoroderna som utgör emaljen.

"Detta betyder att vi har det första direkta beviset på existensen av en föreslagen amorf magnesiumrik kalciumfosfatfas som spelar en viktig roll för att styra tändernas beteende."

Medledare för studien, Dr Alexandre La Fontaine från universitetets Australian Center for Microscopy and Microanalysis, sa:

Vi kunde också se "klumpar" av organiskt material i nanoskala, vilket indikerar att proteiner och peptider är heterogent fördelade inom emaljen snarare än närvarande längs alla nanorodgränssnitt, vilket var vad som tidigare föreslagits.

Kartläggningen har potential för nya behandlingar utformade för att skydda mot upplösningen av denna specifika amorfa fas.

Den nya förståelsen för hur emalj bildas kommer också att hjälpa till i tandremineraliseringsforskning."