Tannemaljen er det hardeste materialet i kroppen. Med dagens kosthold er den likevel sårbar.

Hvorfor greier vi ikke å lage kunstig emalje?

– Trenger vi egentlig kunstig emalje? undrer professor Amer Sehic. Han synes det er viktig å fokusere på forebygging av syreskader.

Tannemaljen er det hardeste materialet vi har i kroppen og den er veldig viktig for at tennene våre skal tåle et helt liv med tygging.

I 2021 skrev forskning.no om syreskader, som har vært et økende problem de siste årene. Forskere og tannleger er spesielt bekymret for tennene til unge mennesker.

– Alle skader på emaljen, slik som større kariesangrep, syreskader eller andre mekaniske skader som kommer av tanngnissing eller for hard bruk av en tannbørste er irreversible. Det er innledningen til hele forskningen på feltet.

Det forteller professor Amer Sehic til forskning.no. Han jobber på Institutt for oral biologi ved Universitetet i Oslo.

– Mye av hemmeligheten bak emaljens unike egenskaper ligger i samspillet med dentinet, altså tannbenet, forteller professor Amer Sehic ved Institutt for oral biologi, UiO.

Et nytt strøk med emalje om noen år?

Han forklarer at cellene som lager emaljen før tennene bryter frem i barne- og ungdomsårene, forsvinner for godt når de har gjort jobben sin.

Forskning på syreskader og emalje er i vinden. Kan syreskader snart behandles, slik at man får en fullgod emalje tilbake – og ordet irreversibelt strykes?

Forskere fremstiller utrolige materialer til alt slags bruk. Slik som geléklumpen som tålte vekten av en bil, eller den spindelvev-inspirerte elastomeren laget av NTNU-forskere.

Så hvordan ligger det an med å kunne få et nytt strøk med superhard emalje?

Prøvd å forstå

– Man har i mange år forsket på å forstå emaljedannelsen og den kompliserte emaljestrukturen, forteller Sehic.

– For det meste er det hardt, altså krystaller. Den er også understøttet av dentin – det vil si tannbenet. Forskningen har vært mye rundt emaljeproteinene som skilles ut av cellene og som styrer hvordan den ferdige emaljen skal se ut.

Man forstår mye av det basale rundt dette i dag, forteller han. I flere studier har forskere forsøkt å produsere eller fabrikkere kunstig emalje.

Man har fått ulike resultater og ulike typer emalje. Noen enklere, andre mer kompliserte.

Bygget opp av krystaller

Den naturlige tannemaljen består i hovedsak av hydroksylapatitt. Dette mineralet er en viktig byggestein også i beinvevet.

Hydroksylapatitt-krystallene i emaljen er organisert i et spesielt mønster. Emaljen består av 95 prosent slike krystaller, og de sørger for at materialet blir det hardeste vevet i kroppen.

– Emaljen har fine, mekaniske egenskaper. Med det mener jeg at i tillegg til sin enorme styrke, har den en slags smidighet som gjør den helt unik. Det gjør at den tåler alt det dårlige været den utsettes for, sier Sehic.

Munnhulen er et værhardt sted. Det er store krefter i sving i kjevene, og emaljen utsettes for syre, sukker og bakterier som bryter ned sukker til syre.

For ikke å snakke om varm kaffe etterfulgt av en slurk kaldt vann. Det gjør at emaljen må være litt fleksibel for ikke å sprekke.

Syreskader gjør tenner korte og flisete. Noen får syreskader i svært ung alder. Det kan tilskrives høyt inntak av sure drikker.

En god erstatning?

I februar ble det publisert en studie der forskere fra Kina og USA tar til orde for å ha laget en kunstig emalje som er enda hardere enn emaljen vi har naturlig.

Studien ble publisert i tidsskriftet Materials Science. Funnene er også omtalt på science.org. Der omtales materialet som både sterkere og mer holdbart enn den naturlige emaljen.

– Er det nok at de er like sterke, disse kunstige emaljene? Det er der man kommer til kort, sier professoren.

– Jeg kjenner ikke gode, kliniske studier som har forsøkt å plassere kunstig emalje inn i humane tenner hos levende mennesker og fått gode resultater.

Den kunstige emaljen skal også ha de samme egenskapene som gjør at naturlig emalje er så holdbar. Blant annet at den er litt elastisk.

En skulder for emaljen å hvile på

– Mye av hemmeligheten bak emaljens unike egenskaper ligger i samspillet med tannbenet, forklarer Sehic.

Tannbenet ligger under emaljen og fungerer som et støttende lag.

Tannbenet inneholder også en stor andel mineraler – omtrent 65 prosent. Resten er vann og organisk materiale, som er mykere.

– Tannbenet fungerer som en skulder emaljen kan hvile på. Derfor får emaljen egenskapene den har – for eksempel at den ikke knekker så lett. Den ville krakelert som potetgull uten tannbenet.

Det hvite laget ytterst er emalje. Det brune innenfor er tannbenet, som heter dentin på fagspråk.

Nanotråder og metall som tåler korrosjon

Nanotråder er hovedingrediensen i det nye materialet fra Kina og USA.

Nanotråder er en fellesbetegnelse. Trådene er både tynnere og kortere enn én mikrometer. Og en mikrometer er en tusendels millimeter.

Trådene i denne studien er laget av stoffet hydroksylapatitt. Altså det samme stoffet som tannemaljen din består av.

Nanotrådene ble dekket med grunnstoffet zirkonium – et metall som er svært standhaftig mot korrosjon. Det tåler både syrer og sterke baser.

Dette stoffet reagerer med stoffet som trådene er laget av, skriver forskerne i den vitenskapelige artikkelen. Kort fortalt ble nanotrådene og zirkoniumet sterkere sammen.

Men å faktisk bruke denne løsningen i kroppen er visst ikke så enkelt.

Trenger høy temperatur for å herde

Det er en ganske omfattende prosess å få herdet den nye emaljen. Det er ikke bare å legge den på tennene.

Først må den varmes opp til 300 grader. Så skal den fryses forsiktig ned og til slutt kuttes til ønsket størrelse og form med en diamantsag. Den prosessen er problematisk på et tannlegekontor.

En annen stor utfordring som Sehic er inne på, er å få den til å binde seg til tannbenet for at det spesielle samspillet kan finne sted.

– Det måtte vært at jeg tok avtrykk av din defekte tann, prefabrikkerer den og limer inn i munnen din. Eller at jeg legger forholdene til rette og lar emaljebiten vokse sammen med tanna.

Problemet er å få det til i praksis – ikke minst med fuktighet og alle bakteriene i munnhulen som kan forstyrre prosessen. I tillegg kan bittet og bittkraften være en stor utfordring.

Kan ikke gape i 48 timer

Noen av de samme utfordringene snakket Ståle Petter Lyngstadaas om i en artikkel på forskning.no i 2019. Han er professor ved institutt for klinisk odontologi ved Universitetet i Oslo.

Lyngstadaas kommenterte en studie pubisert i tidsskriftet Science Advances, og forskerne bak den mente at de hadde klart å dyrke tannemalje for første gang. Men prosessen tok mye tid.

– Du kan ikke sitte i tannlegestolen i 48 timer og vente på 0,01 millimeter med ekstra tannemalje, sa Lyngstadaas. Han fortalte at det antagelig ville være en lang vei å gå før metoden kunne brukes på klinikken.

Han var likevel opptatt av hvor viktig det er med forebygging.

– Kanskje kan metoden på sikt gi innsikt i prosesser som vi kan bruke til å forebygge og behandle emaljeskader bedre, sa han.

Et viktig valg om hvor fokuset i forskningen bør ligge

– Man kan spørre om og problematisere hvilken retning emaljeforskning bør ta. Trenger vi egentlig kunstig emalje, og vil denne kunne brukes optimalt i klinikken når man allerede har gode restaureringsmaterialer som kompositt?

Kompositt kan brukes til alle tannskader – syreskader inkludert, forteller Sehic.

– Bør forskningen heller ta sikte på å dypere forstå årsaken til syreskader, i håp om å jobbe mer forebyggende på sikt?

Han forklarer at vi med dagens kunnskap vet at genetikken vår spiller en rolle i utviklingen av karies og syreskader. Det handler om hva spyttet består av og hvordan emaljen er bygget opp.

forskning.no spurte forsker Qalbi Khan i 2021 om noen er mer disponert for hull i tennene.

Utvikler dårligere emalje

Noen barn får molar-sentral hypomineralisering (MIH). Det betyr at emaljen på seksårsjekslene og ofte fortennene er mindre hard og mer porøs enn normalt. Seksårsjekslene er de første permanente jekslene som bryter frem.

Sehic mener man må forske mer på dannelsen av emalje for å forstå helheten bedre. For eksempel hvorfor noen utvikler svakheter i emaljen, slik som MIH.

– Den økte forståelsen av dette gjør at vi kan jobbe mer forebyggende, sier han.

– Vi vet at to personer som gjør akkurat det samme – som drikker like mye brus og juice – der kan den ene få syreskader og den andre ingenting.

Fluor er i dag det beste virkemiddelet mot syreskader – bortsett fra å spise og drikke mindre sure ting. Det kan du lese mer om i en forskning.no-artikkel fra 2019.

– Jeg tenker ikke at kunstig emalje er helt bortkasta. Men det er å stille seg spørsmålet: vil dette kunne fungere optimalt? Ja, kanskje, men det spørs om det er så mye å vinne på i motsetning til det vi allerede har, konkluderer professor Amer Sehic.

Referanse:

Zhao, Hewei., Liu, Shaojia., Wei, Jan., Yue, Yonghai., m. fl. (2022). Multiscale engineered artificial tooth enamel. Materials Science.

Vi vil gjerne høre fra deg!

TA KONTAKT HER
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? Eller tips om noe vi bør skrive om?

Powered by Labrador CMS