La microscopía de fuerza atómica revela la erosión dental a nanoescala de las bebidas
Proceso de preparación de muestras de dientes para microscopía de fuerza atómica (a, b, c) y una imagen de sonda de microscopía de fuerza atómica (derecha). Crédito: Profesor Seungbum Hong, KAIST
Los investigadores de KAIST utilizaron microscopía de fuerza atómica para evaluar cuantitativamente cómo las bebidas ácidas y azucaradas afectan el esmalte dental humano a escala nanométrica. Este enfoque novedoso es útil para medir los cambios mecánicos y morfológicos que ocurren con el tiempo durante la erosión del esmalte inducida por las bebidas.
El esmalte es la sustancia blanca y dura que forma la parte externa de un diente. Es la sustancia más dura del cuerpo humano, incluso más fuerte que el hueso. Su superficie resistente es 96 por ciento mineral, el porcentaje más alto de cualquier tejido corporal, lo que lo hace duradero y resistente a los daños. El esmalte actúa como una barrera para proteger las capas internas blandas del diente, pero puede volverse susceptible a la degradación por ácidos y azúcares.
La erosión del esmalte ocurre cuando el esmalte dental está sobreexpuesto al consumo excesivo de ácidos y azúcares. alimentos y bebidas. La pérdida de esmalte, si no se trata, puede provocar diversas afecciones dentales, como manchas, fracturas, sensibilidad y translucidez. Una vez que se daña el esmalte dental, no se puede recuperar. Por lo tanto, los estudios exhaustivos sobre cómo comienza y se desarrolla la erosión del esmalte, especialmente en las etapas iniciales, son de gran relevancia científica y clínica para el mantenimiento de la salud dental.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Seungbum Hong del Departamento de Materiales Ciencia e Ingeniería en KAIST informó sobre un nuevo método de aplicación de técnicas de microscopía de fuerza atómica (AFM) para estudiar la caracterización a nanoescala de esta etapa temprana de la erosión del esmalte. Este estudio se presentó en el Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials (JMBBM) el 29 de junio.
AFM es un tipo de microscopía de sonda de barrido (SPM) de muy alta resolución, con resolución demostrada en el orden de fracciones de un nanómetro (nm) que es igual a una mil millonésima parte de un metro. AFM genera imágenes al escanear un pequeño voladizo sobre la superficie de una muestra, y esto puede medir con precisión la estructura y las propiedades mecánicas de la muestra, como la rugosidad de la superficie y el módulo elástico.
Los coautores principales de el estudio, el Dr. Panpan Li y el Dr. Chungik Oh, eligieron tres bebidas populares disponibles comercialmente, Coca-Cola, Sprite y jugo de naranja Minute Maid, y sumergieron esmalte dental en estas bebidas a lo largo del tiempo para analizar sus impactos en los dientes humanos y monitorear el proceso de grabado en el esmalte dental.
Cambios en la rugosidad de la superficie (arriba) y el módulo de elasticidad (abajo) del esmalte dental expuesto a bebidas populares fotografiadas por microscopía de fuerza atómica. Crédito: Profesor Seungbum Hong, KAIST
Se obtuvieron cinco molares humanos sanos de voluntarios de entre 20 y 35 años que visitaron la Clínica KAIST. Después de la extracción, los dientes se conservaron en agua destilada antes del experimento. Las bebidas se compraron y abrieron justo antes del experimento de inmersión, y el equipo utilizó AFM para medir la topografía de la superficie y el mapa del módulo de elasticidad.
Los investigadores observaron que la rugosidad de la superficie del esmalte dental aumentaba significativamente a medida que se realizaba la inmersión. el tiempo aumentó, mientras que el módulo elástico de la superficie del esmalte disminuyó drásticamente. Se demostró que la superficie del esmalte se volvía cinco veces más rugosa cuando se sumergía en bebidas durante 10 minutos, y que el módulo de elasticidad del esmalte dental era cinco veces menor después de cinco minutos en las bebidas.
Además, la El equipo de investigación encontró grabado preferencial en el esmalte dental rayado. Cepillarse los dientes con demasiada fuerza y las pastas dentales con partículas de pulido que se anuncian para eliminar las biopelículas dentales pueden causar rasguños en la superficie del esmalte, que pueden ser sitios preferenciales para el grabado, reveló el estudio.
El profesor Hong dijo: «Nuestra El estudio muestra que AFM es una técnica adecuada para caracterizar cuantitativamente las variaciones en la morfología y las propiedades mecánicas de la erosión dental a nivel de nanoescala».
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