Kilépés a tartalomba 
A dentin az egyik legtartósabb biológiai anyag az emberi szervezetben. A Berlini Orvostudományi Egyetem (Universitätsmedizin Berlin) munkatársai legújabb kutatásukban pontos magyarázatot adnak a jelenségre: a dentin nanoszerkezete és a szerves valamint szervetlen építőanyagok közötti interakciók adják a fog belső szerkezetének ellenállóképességét. Méréseikből kiderült, hogy a kollagén fehérjeszálak és az ásványi nanorészecskék közötti mechanikai kötés teszi olyan ellenállóvá a dentint a szájüregben fellépő extrém erőhatásokkal szemben.
Normál életvitel mellett egyetlen nap alatt kb. 5000 alkalommal érintkeznek egymással a fogaink. Ennek ellenére meglepően ritka, hogy egy egészséges emberi fog magától elrepedne vagy eltörne. Mindennek hátterében az a széles körben elfogadott nézet áll, hogy különleges, kettős szerkezete teszi ilyen ellenállóvá a fogat: a belső élő struktúrát (dentint) egy külső kemény réteg, a fogzománc védi a mindennapos erőhatásokkal szemben.
A dentin olyan csontszerű anyag, ami ásványi nanorészecskékből, kollagénből és vízből épül fel. Jóllehet, a fogzománc és a dentin egyaránt tartalmaz egy hidroxi-apatit nevű ásványi anyagot, a dentin mégis jóval komplexebb nanokompozit anyag, ugyanis a szervetlen hidroxi-apatit mellett szerves kollagén fehérjeszálakat is tartalmaz.
A Berlini Orvostudományi Egyetem Julius Wolff Intézetének két munkatársa, Dr. Jean-Baptiste Forien és Dr. Paul Zaslansky korábban már bebizonyították, hogy a dentin ilyen magas ellenállóképessége a belső szerkezeten belüli nyomásnak köszönhető. A dentinen belüli kompressziós nyomás magyarázza azt a jelenséget is, amikor a fogzománc megsérül, ám a törés nem terjed ki a dentin belső szerkezetére.
A Chemistry of Materials kémiai szaklapban publikált, újdonsült tanulmány kereteiben Dr. Zaslansky csapata emberi fogmintákon mérték, hogy a nanorészecskék és a kollagénrostok miként viselkednek nyomás alatt.
„Ez volt az első alkalom, hogy nem csak a hidroxi-apatit kristályok rácsszerkezetének paramétereit, hanem a nanorészecskék térben változó pontos méreteit is sikerült meghatároznunk. Ebből kiindulva sikerült megállapítanunk, hogy mi az a nyomás, amit ezek a részecskék általában még elviselnek” – meséli Zaslansky. A laboratóriumi mérések elvégzéséhez a kutatók a berlini Helmholtz Centrum szinkrotron sugárzásos berendezését (BESSY II) használták, ami a terahertz szintjétől a röntgensugárzás frekvenciájáig képes méréseket végezni.
Megfigyeléseik részeként a szakértők megemelték a kompressziós nyomás szintjét a dentinen belül, miközben 125°C-ra melegítve kiszárították szerkezetüket. Mindez a kollagénrostok zsugorodását, s ezzel egyidejűleg a nanorészecskéken belül megemelkedő nyomást eredményezte.
Az ipari acél nyúláshatárának megfelelő 300 megapascal (MPa) nyomás volt az a szint, aminek még ellenállt a dentin szerkezete. Összehasonlításképpen: rágás közben maximum 20 MPa nyomás lép fel. Melegítés hatására nem roncsolódtak a fehérjeszálak, amiből arra következtethetünk, hogy az ásványi nanorészecskék védelmező hatással bírnak a kollagénre.
Ezek a megfigyelések nem csak közelebb visznek minket a fog szerkezetének megértéséhez, de segítségünkre lehetnek pl. újszerű tömőanyagok kifejlesztésekor is.
„A dentin morfológiája jóval komplexebb, mint ahogyan azt korábban feltételeztük. A fogzománc nagyon erős ugyan, de törékeny. Ezzel szemben a dentinben található szerves fehérjerostok pontosan akkora nyomást gyakorolnak az ásványi nanorészecskékre, ami ahhoz kell, megnövekedjen az anyag ellenállóképessége” – mondják a kutatók.
A dentin ellenállóképessége azonban csak addig ilyen nagyszerű, amíg a fog egészséges. A fogszuvasodást okozó baktériumok megpuhítják és feloldják az ásványi anyagokat és olyan enzimeket termelnek, melyek elpusztítják a kollagénrostokat. Ennek következtében a fog törékennyé válik és könnyebben megsérül.