Alcuni ricercatori del Pacific Northwest National Laboratory e dell'University of Southern California hanno condotto una ricerca per capire come si forma lo smalto dei denti visto che è la sostanza più dura trovata nei vertebrati. Hanno identificato sfere molto piccole che regolano la formazione e l'organizzazione dello smalto dentario controllando lo sviluppo cristallino della sostanza.

Sono state chiamate nanosfere perché hanno soltanto 20 nanometri di diametro, queste strutture sono costituite da una famiglia di proteine specifiche del dente conosciute come i amelogenins e sono inoltre un componente dell'amelogenina. Più del 98% dello smalto dentario consiste di idrossilato-apatite carbonato di calcio. Le ossa e lo smalto dei denti iniziano a formarsi nello stesso modo, le differenze notevoli che ci sono alla fine sono dovute all'amelogenina.

Le dimensioni di un filo dello smalto sono di 100.000 x 50 x 25 nanometri, mentre quelli nelle ossa raggiungono soltanto i 35 x 25 x 4 nanometri. Lo smalto dentario comincia a formarsi nell'embrione umano quando uno strato specializzato delle cellule, denominato ameloblasto nel germoglio embrionale del dente secerne le proteine dell'amelogenina. I risultati mostrano che sfere di amelogenina si accumulano attorno ai cristalli in via di sviluppo, costringendoli ad allungarsi in sottili filamenti che donano allo smalto la resistenza dell'acciaio.

All'inizio i cristalli allungati di apatite si formano solo alle estremità che diventano sempre più lunghe, le nanosfere funzionano da distanziatori ed i cristalli costruiscono un'impalcatura su cui lo smalto andrà a formarsi. Dopo che gli enzimi hanno analizzato le proteine, i cristalli cominciano svilupparsi su tutte le loro facce, si inspessiscono, si raggruppano e generano lo smalto maturo.

I cristalli di apatite sviluppati in laboratorio sono circa 100 volte più piccoli ed il materiale risultante è considerevolmente più debole dello smalto naturale. Attualmente, i ricercatori stanno sviluppando i cristalli di apatite con matrici sintetiche fatte con la proteina del amelogenina recombinata, in questo modo si ottengono strutture molto lunghe e diritte, i cristalli si sviluppano soltanto sulle loro facce dell'estremità. Tuttavia non è ancora possibile produrre lo smalto anche se si è capito come la natura lo fa.

L'obiettivo dei ricercatori è quello di poter un giorno sostituire i materiali usati attualmente per le otturazioni, con materiale identico o simile allo smalto dentario naturale. Questo studio è stato pubblicato sulla rivista “Journal of Biological Chemistry”.

Istituzioni scientifiche citate nell'articolo:

Pacific Northwest National Laboratory

University of Southern California

Donata Allegri
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