Home / خبرها / محققان از مدل تشکیل دانه های برف برای توضیح شکل گیری مینای دندان استفاده کردند

محققان از مدل تشکیل دانه های برف برای توضیح شکل گیری مینای دندان استفاده کردند

 ۱۷ ژوئن ۲۰۱۹ – محققان دانشگاه هلسینکی و دانشگاه Aalto در فنلاند از روند شکل گیری برف دانه ها یا snowflake به عنوان راهی برای توضیح چگونگی شکل گیری مینای دندان بر روی تاج در طی رشد استفاده کردند. این مطالعه که اخیرا منتشر شده است، مبنای نظری تنظیم تکاملی شکل گیری مینای دندان را فراهم کرده و به شناسایی این که چرا حتی گونه های نزدیک به هم از قبیل انسان و اورنگتان دارای ویژگی های دندانی متمایزی هستند، کمک نمود.

ماتریکس تازه تشکیل شده ی مینای دندان، نرم است. با این حال، بلافاصله شروع به سخت شدن می کند، و هنگامی که بالغ می شود، میزان مینرالیزاسیون و سختی آن از تمام قسمتهای بدن پستانداران بیشتر است. سختی مینا سبب دوام بیشتر دندانها و مقاومت بالای آنها در برابر آسیب ها می شود. مینا قابلیت ترمیم یا نوسازی را ندارد، بهمین دلیل رشد ماتریکس مینای دندان یک گام مهم در تشکیل دندان است. محققان می گویند که اختلاف در ضخامت مینا با سرعت انتشار مواد مغذی تنظیم می شود که برای تشکیل مینا، مورد نیاز است.

محققان با استفاده از یک مدل که برای شبیه سازی شکل گیری برف دانه استفاده می شود، مدل جدیدی را ایجاد کردند که به جای یخ، شکل گیری ماتریکس مینا را تقلید می کرد. نویسنده ی نخست این مقاله، دکتر Häkkinen ، پژوهشگر دانشگاه آلتو در فنلاند توضیح داد: در حالی که تشکیل مینای دندان مسلما به شگفت انگیزی تشکیل دانه های برف نیست، جالب است که همان اصول فیزیکی می تواند افزایش پیچیدگی هر دو سیستم را توضیح دهد.

از این مدل جدید می توان برای بررسی تفاوت ها در گونه های تکاملی و نقص های پزشکی در تشکیل مینا استفاده کرد. دانشمندان از یک تصویر CT از دندانهای واقعی استفاده کرده و مینای آنها را به روش دیجیتالی از بین بردند، سپس ماتریکس مینای دندان را بر روی سطوح دنتین زیرین با شبیه سازی کامپیوتری بارگذاری کردند. هنگامی که ترشح ماتریکس به عنوان یک فرآیند محدود شده با انتشار(diffusion-limited process) شبیه سازی شد، همان ویژگی های ظریفی در مینای دندان ایجاد شد که بر روی یک دندان مولر نیز یافت می شود.

براساس این مطالعه، بر خلاف دندانهای مولر انسانی، دندانهای مولر اورانگوتان حاوی برآمدگی ها و شیارهای پیچیده ای هستند که می تواند با کاهش سرعت انتشار مواد مغذی تشکیل دهنده ی مینا، شبیه سازی شوند. بنابراین، ممکن است مینای چروک خورده ی دندانهای اورانگوتان، که همچنین قادر به خوردن غذاهای سختی مانند میوه های نارس و پوست درختان هستند، با یک تغییر تکاملی نسبتا ساده شکل گرفته باشد.

دکتر Jernvall ، یکی از نویسندگان این تحقیق و استاد موسسه ی بیوتکنولوژی در دانشگاه هلسینکی، توضیح داد: مقادیر زیادی اطلاعات مختلف در مورد مینای دندان وجود دارد، و در حال حاضر ما ابزارهای فیزیکدانان را برای ارائه ی پیش بینی های قابل سنجش در اختیار داریم.

این مطالعه با عنوان “مدل سازی ترشح ماتریکس مینا در دندان های پستانداران”، در روز ۲۹ ماه بصورت آنلاین در مجله ی PLOS Computational Biology منتشر شد.

منبع:

https://eu.dental-tribune.com/news/researchers-use-snowflakes-to-explain-tooth-enamel-formation/