是什么让牙齿更加坚固？

牙本质的纳米结构：细管和胶原纤维网络，其中嵌入矿物纳米颗粒 牙本质被认为是有史以来最稳定的生物物质之一。来自柏林的夏丽特医学院的科学家表示：牙本质的组成比任何人造材料都要耐用。其原因就在于它微小的纳米结构，特别是各个组成部分之间的相互作用。牙本质可以承受巨大的压力，原因在于蛋白质纤维和纳米矿物质之间的精确交流。柏林亥姆霍兹国家研究中心的同步辐射光源BESSY II测量表明了这一结果。目前此结果已经在刊登在《材料化学》上。

稳定的秘诀在于细节

人每天要用牙齿咬合或咀嚼5000多下。令人惊讶的是，在这种情况下，健康的牙齿很少损坏，而且它们在不断的咀嚼中还能承受巨大的压力。这与他们的结构有关。牙由牙本质构成，被一层牙釉质覆盖。 秘诀就藏在细节当中。牙本质是一种骨状物质，由最小的纳米颗粒、纤维和水组成。牙釉质主要是由矿物微晶cHAP组成的，与之相比牙本质则是复杂的纳米复合材料。在有机胶原蛋白，也就是蛋白质纤维中，嵌入了来自cHAP晶体的无机纳米粒子。生物结构的高负载能力在于内部应力，来自夏丽特朱利叶斯?沃尔夫研究院的科学家Jean-Baptiste Forien博士 und Paul Zaslansky博士已经证明了这一点。

内部张力防止裂纹增长

材料内部的张力解释了为什么牙釉质表面的小裂纹或者裂缝不会进一步扩张到牙本质内部去。现在Zaslansky的团队已经精确测量了人类牙齿样本中纳米颗粒和胶原纤维之间的相互作用。“首先我们不仅精确得出纳米精度下的cHAP晶体的晶格常数，我们还确定了他们理论上可以承受怎样的压力” Zaslansky博士说道。 研究人员已在夏丽特的实验室中观察了微小结构，同样是使用同步辐射光源BESSY II——一种大型科学仪器，位于柏林亥姆霍兹国家研究中心，可以产生太赫兹到X射线的辐射，来进行测量。 内部结构的强度 在实验中，科学家们提高了牙本质样本的内部压力。为此科学家将样本加热至125摄氏度，达到干燥的目的。水分的流失使得胶原纤维收缩，从而给纳米粒子增加了压力。结构框架的屈服强度能够适用于高达300兆帕的压力条件，这比一般情况下低于20兆帕的实际咀嚼压力高了15倍。在热处理的过程中，蛋白质纤维不会被破坏，从而能够对于矿物质纳米颗粒起到保护作用。

内部结构比外部结构更加微小

数据分析还显示，牙齿的cHAP 矿物晶体网格是由外到内变小的。Zaslansky 指出“在牙齿发育的后期阶段，牙髓附近形成的组织包含有着更小晶胞的矿物颗粒”纳米颗粒，它的大小是这样表现的：它们在牙根外侧，在所谓粘合剂方向上，长度有36纳米，而在牙本质的内部，牙髓方向上它们的长度就只有25纳米了。

牙本质的结构显然比预想的更加复杂

牙本质的精妙结构 也许是以后新型材料发展的样板，例如牙齿填充材料。“牙本质的结构显然比预想的更加复杂。牙釉质如此坚硬，但是仍然易碎，牙本质内的有机纤维则能给予矿物纳米颗粒恰如其分的压力，使得牙本质总体上强度更高”科学家们如此说道。

牙齿治疗：湿润但不能加热过猛 至少在牙齿完好时，要遵循此法。

龋齿细菌不仅能够分解矿物牙釉质还能产生破坏胶原纤维的酶。如此一来，牙齿更容易受损断裂。实际的试验结果是决定性的因素，尤其对于牙科药物的日常使用。“牙齿在治疗过程中，例如引入填充材料或者是固定牙冠时，需要湿润并且不能过猛地加热。这样可避免内部压力并且达到更可持续的治疗成功” Zaslansky总结道。