محققان دانشکده پزشکی دانشگاه پیتزبورگ تلاش می‌کنند مراحل مختلف فرایند معدنی‌سازی زیستی (biomineralization) مینای دندان را کنار هم چیده و راهکار نانومقیاس جدیدی برای تولید مواد زیستی ابداع نمایند.
تولید مواد زیستی دندانی با الهام از طبیعت
محققان دانشکده پزشکی دانشگاه پیتزبورگ تلاش می‌کنند مراحل مختلف فرایند معدنی‌سازی زیستی (biomineralization)) مینای دندان را کنار هم چیده و راهکار نانومقیاس جدیدی برای تولید مواد زیستی ابداع نمایند.
دکتر الیا بنیاش، استادیار زیست‌شناسی دهانی در دانشکده دندانپزشکی دانشگاه پیتزبورگ می‌گوید مینای دندان معدنی‌ترین بخش بدن انسان است که علاوه‌بر محکم بودن، دارای ویژگی ارتجاعی است. این ویژگی‌ها نتیجه ساختار منحصر‌به‌فرد آن است که شبیه یک میکروپارچه سرامیکی پیچیده است.
بنیاش می‌گوید: «تولید مینای دندان از یک ژل آلی شروع می‌شود که بلورهای معدنی کوچکی در آن معلق هستند. ما در این کار مراحل اولیه تولید مینای دندان را بازتولید کردیم تا نقش پروتئین تنظیم‌کننده کلیدی آملوژنین (amelogenin)) را در این فرایند درک نماییم».
این گروه از محققان دریافتند که مولکول های آملوژنین خود را به‌صورت گام به گام و از طریق واحدهای ساختمانی الیگومری کوچک به شکل ساختارهای با درجه بالاتر آرایش می‌دهند (خودآرایی). ساختارهای آملوژنینی ذرات کوچک را درست مانند وصل کردن نقاط مختلف به یکدیگر متصل کرده و با پایدارسازی، آنها را به شکل آرایه‌های موازی هم آرایش می‌دهند. فسفات کلسیم ماده معدنی اصلی در مینای دندان و همچنین استخوان به‌شمار می‌رود. زمانی که این نانوذرات آرایش یافتند، به یکدیگر متصل شده و بلوری می‌شوند تا ساختار بسیار معدنی مینای دندان را شکل دهند.
دکتر بنیاش توضیح می‌دهد: «این ارتباط هنوز به‌صورت کامل برای ما شناخته شده نیست، اما به‌نظر می‌رسد توانایی خودآرایی آملوژنین در راهنمایی این نقاط (خوشه‌های پیش‌هسته‌زایی) به سمت تشکیل این کمپلکس که یک ساختار بسیار سازمان‌یافته است، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. این یافته‌ها راه‌های جدیدی را به ما معرفی می‌کنند که می‌توانیم با استفاده از آنها و با کمک مولکول‌های زیستی، مواد معدنی نانومقیاس را به مواد جدید تبدیل نماییم؛ این قابلیت اهمیت بسیار بالایی در دندانپزشکی ترمیمی و بسیاری از فناوری‌های دیگر دارد».
جزئیات این تحقیق به‌صورت آنلاین در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.
