소식

Jun 05, 2023

높은

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12301(2023) 이 기사 인용 1267 액세스 1 Altmetric Metrics 세부 정보 치아 법랑질은 자가 재생 능력이 없는 독특한 생물학적 조직입니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12301(2023) 이 기사 인용

1267 액세스

1 알트메트릭

측정항목 세부정보

치아 법랑질은 뼈와 달리 자가 재생 능력이 없는 독특한 생물학적 조직입니다. 따라서 치아 법랑질 복구를 위한 새로운 전략을 개발하려면 법랑질 구성에 대한 철저한 이해가 필수적입니다. 뼈와 치아 법랑질에서 발견되는 미네랄은 일반적으로 생물학적으로 생성된 하이드록시(l)인회석과 동등한 것으로 간주되지만, 이러한 생체 인회석의 형성은 주로 뼈의 I형 콜라겐과 법랑질의 아멜로게닌과 같은 다양한 유기 매트릭스 구조에 의해 제어됩니다. 설치류와 같은 하등 척추동물에서는 두 가지 유형의 에나멜이 생성됩니다. 철분을 함유한 색소 법랑질은 지속적으로 자라는 앞니를 보호하고, 마그네슘이 풍부한 무색소 법랑질은 어금니를 덮습니다. 고해상도 라만 분광법, 주사 전자 현미경 및 에너지 분산형 X선 분광법을 사용하여 이 연구에서는 산성 인산염(HPO42−), 탄산염(CO32−), 수산기(OH−), 철 및 마그네슘 함량의 차이를 탐구합니다. Sprague Dawley 쥐의 착색된 앞니 에나멜과 착색되지 않은 어금니 에나멜. 하이드록시(l)아파타이트 나노와이어 다발은 에나멜 프리즘을 구성하며, 착색된 에나멜의 프리즘은 착색되지 않은 어금니의 프리즘보다 더 넓고 길다. 마그네슘이 풍부한 비착색 에나멜과 대조적으로, 더 높은 미네랄 결정도와 더 높은 HPO42− 및 OH− 수준은 철분이 풍부한 착색 에나멜의 특징입니다. 더욱이, 산화철 또는 옥시(수산화물)의 명백한 부재는 철이 PO43- 내부 모드의 라만 특징을 변경하지 않는 양임에도 불구하고 칼슘을 희생하여 인회석 격자에 도입되었음을 나타냅니다. 철분이 풍부한 유색 에나멜과 명목상 철분이 없는 무색소 에나멜의 구성적 특이성은 설치류에서 법랑모세포 기능이 절치와 어금니 사이에 크게 다르다는 개념을 뒷받침하는 에나멜 생광물화에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.

치아 법랑질은 틀림없이 가장 튼튼하고 가장 탄력 있는 생물학적 조직입니다1. 피로와 마모를 견딜 수 있는 뛰어난 기계적 특성에도 불구하고 치아 법랑질은 뼈와 달리 자가 복구 또는 재생 능력이 제한되어 있습니다. 생물학적으로 생성된 하이드록시(l)인회석[Ca5(PO4)3OH]의 유사체로 간주되지만 뼈와 치아 법랑질의 인회석은 현저히 다릅니다3. 에나멜에서는 pH 의존적 초분자 자가 조립을 통해 아멜로게닌이라는 단백질이 에나멜에서 인회석의 길고 고도로 방향성 있는 성장을 안내하는 데 중요한 역할을 합니다4,5. 화학적 구배의 직접적인 결과로, 뚜렷한 코어-쉘 구조와 이에 따라 발생하는 잔류 응력은 인간 에나멜 결정의 용해 거동에 큰 영향을 미칩니다6. 설치류에서 지속적으로 성장하는 앞니7는 Fe가 함유된 색소 법랑질로 보호되는 반면 어금니는 Mg가 풍부한 무색소 법랑질8로 덮여 있습니다.

라만 분광법은 법랑질, 상아질, 백악질, 뼈 등 다양한 광물화된 생물학적 조직을 구별할 수 있으며 조직의 형성과 조립을 뒷받침하는 생물학적 과정에 대한 중요한 정보를 밝힐 수 있습니다9. 탄산 이온(CO32-) 결합과 같은 광물 구성의 특정 측면은 생체인회석 형성 경로에 대한 통찰력을 제공합니다10. 탄산화 정도(즉, CO32− 함량)는 궁극적으로 장거리 질서 또는 광물 결정성에 영향을 미칩니다11. 또한, 국소 pH와 같은 요인은 인회석 격자에 산성 인산염(HPO42-)의 가용성과 통합에 영향을 미칩니다. 즉, 산성 조건에서 더 큰 HPO42-가 도입됩니다. 인산칼슘과 같은 HPO42- 함유 상은 광물화된 치과 생물막에서 자주 발견됩니다13. 인간과 소의 법랑질에는 약 5wt%의 HPO42-14가 포함되어 있는 것으로 알려져 있지만 인간 소구치에 대한 라만 연구에서는 비인회석 환경을 감지할 수 없었습니다15,16.