Научная статья на тему 'СРАВНЕНИЕ ТВЕРДОСТИ ЭМАЛИ ЗУБОВ ЧЕЛОВЕКА И РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЖИВОТНЫХ (РАСТИТЕЛЬНОЯДНЫХ, ПЛОТОЯДНЫХ И МОРСКИХ)'

СРАВНЕНИЕ ТВЕРДОСТИ ЭМАЛИ ЗУБОВ ЧЕЛОВЕКА И РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЖИВОТНЫХ (РАСТИТЕЛЬНОЯДНЫХ, ПЛОТОЯДНЫХ И МОРСКИХ) Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
1415
53
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТВЕРДОСТЬ / ЭМАЛЬ / ЗУБ

Аннотация научной статьи по биотехнологиям в медицине, автор научной работы — Муслов Сергей Александрович, Царев Виктор Николаевич, Арутюнов Сергей Дарчоевич

Состав эмали зубов может различаться у разных видов животных. Содержание минералов, органических веществ и воды, а также структура и архитектура эмали могут влиять на микротвердость тканей зуба. В статье систематизированы литературные данные по твердости и упругим свойствам эмали различных видов животных в сравнении с этими показателями эмали зубов человека, представлен анализ устойчивости эмалей зубов человека и животных к органическим кислотам. Установлено, что по механическим характеристикам эмаль зубов человека нередко превосходит соответствующие показатели у животных.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биотехнологиям в медицине , автор научной работы — Муслов Сергей Александрович, Царев Виктор Николаевич, Арутюнов Сергей Дарчоевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COMPARISON OF THE HARDNESS OF THE ENAMEL OF HUMAN TEETH AND VARIOUS ANIMAL SPECIES (HERBIVORES, CARNIVORES AND MARINE)

The composition of enamel may differ in different species of animals. The content of minerals, organic substances and water, as well as the structure and architecture of enamel can affect the microhardness of tooth tissues. This report systematizes the literature data on the elastic properties and hardness of enamel of various animal species in comparison with similar indicators of human tooth enamel. The stability of enamels to organic acids is analyzed. It is shown that the mechanical characteristics of the enamel of human teeth are superior to those of animal teeth.

Текст научной работы на тему «СРАВНЕНИЕ ТВЕРДОСТИ ЭМАЛИ ЗУБОВ ЧЕЛОВЕКА И РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЖИВОТНЫХ (РАСТИТЕЛЬНОЯДНЫХ, ПЛОТОЯДНЫХ И МОРСКИХ)»

СРАВНЕНИЕ ТВЕРДОСТИ ЭМАЛИ ЗУБОВ ЧЕЛОВЕКА И РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЖИВОТНЫХ (РАСТИТЕЛЬНОЯДНЫХ, ПЛОТОЯДНЫХ И МОРСКИХ)

Муслов Сергей Александрович, доктор биологических наук, профессор, кафедра нормальной физиологии и медицинской физики Московского государственного медико-стоматологического университета им. А.И. Евдокимова, Россия Царев Виктор Николаевич, доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой микробиологии, вирусологии, иммунологии Московского государственного медико-стоматологического университета им. А.И. Евдокимова, Россия

Арутюнов Сергей Дарчоевич, доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой пропедевтики стоматологических заболеваний, декан факультета среднего профессионального образования Московского государственного медико-стоматологического университета им. А.И. Евдокимова, Россия

Sergey Muslov, MD, Professor, Department of Normal Physiology and Medical Physics, A.I. Yevdokimov

Moscow State Medical Stomatological University, Russia Viktor Tsarev, MD, Professor, Head of Department of Microbiology, Virology, Immunology, A.I. Yevdokimov

Moscow State Medical Stomatological University, Russia Sergey Arutyunov, MD, Professor, Head of Department of Propedeutics of Dental Diseases, Dean of the Faculty of Secondary Professional Education, A.I. Yevdokimov Moscow State Medical Stomatological University, Russia Comparison of the hardness of the enamel of human teeth and various animal species (herbivores, carnivores and marine)

Резюме. Состав эмали зубов может различаться у разных видов животных. Содержание минералов, органических веществ и воды, а также структура и архитектура эмали могут влиять на микротвердость тканей зуба. В статье систематизированы литературные данные по твердости и упругим свойствам эмали различных видов животных в сравнении с этими показателями эмали зубов человека, представлен анализ устойчивости эмалей зубов человека и животных к органическим кислотам. Установлено, что по механическим характеристикам эмаль зубов человека нередко превосходит соответствующие показатели у животных. Ключевые слова.: твердость, эмаль, зуб.

Современная стоматология. — 2020. — №4. — С. 10-21. Summary. The composition of enamel may differ in different species of animals. The content of minerals, organic substances and water, as well as the structure and architecture of enamel can affect the microhardness of tooth tissues. This report systematizes the literature data on the elastic properties and hardness of enamel of various animal species in comparison with similar indicators of human tooth enamel. The stability of enamels to organic acids is analyzed. It is shown that the mechanical characteristics of the enamel of human teeth are superior to those of animal teeth. Keywords: hardness, enamel, teeth.

Sovremennaya stomatologiya. — 2020. — N4. — P. 10—21.

Из всей совокупности показателей механических свойств, характеризующих сопротивление материалов и биологических тканей, воздействующей на них упругой и упругопластической нагрузке, упругие модули и твердость - одни из самых чувствительных к изменению структуры

вещества. Их изучение всегда вызывает повышенный интерес у исследователей и практикующих врачей-стоматологов [1, 2].

Как известно, модули упругости -общее название нескольких физических величин, отражающих способность твердых тел упруго деформироваться под действием внешних сил. Наиболее рас-

пространен и является основным модуль Юнга (Е). Он соответствует деформации растяжения-сжатия. Часто модуль Юнга называют просто модулем упругости.

Твердость (Н) - это сопротивление твердого тела упругой деформации, пластической деформации и разрушению в поверхностном слое при силовых

Рис. 1. Диаграмма «твердость, Н - модуль упругости, Е» биоминералов и других материалов. Положение дентина и эмали на схеме [3]

воздействиях на него и функционально крайне важный параметр механических характеристик тканей зуба. Оба показателя измеряются в Па=Н/м2, однако имеются существенные различия между этими двумя понятиями. Если при исследовании упругих свойств материал деформируется только упруго, то при тестировании на твердость в процессе увеличения нагрузки образец проходит три стадии: упругую деформацию, пластическую деформацию и разрушение. Таким образом, определение механических свойств по твердости содержит дополнительную информацию, а физическая теория твердости определяется зависимостями, связывающими ее с характеристиками упругости, пластичности и разрушения.

Микротвердостью называют твердость отдельных участков микроструктуры материала, фаз и структурных составляющих (1 мкм=10-6 м). Нанотвердость - твердость наноразмерных объектов (1 нм=10-9 м).

Как известно, резистентность зубов определяется различными свойствами эмали, одним из которых является твердость. В свою очередь резистентности эмали зуба отводится немаловажная роль в возникновении кариозного процесса. Известна оценка резистентности зубов к кариесу по степени кислотоустойчивости эмали [3-5].

Зубная эмаль - самая твердая ткань, что объясняется высоким содержанием неорганических веществ - до 95%. Воды в данном природном биокомпозите мень-

ше, чем в остальных органах, всего 2-3%. Его твердость достигает нескольких ГПа, лишь немного уступает алмазу. Толщина слоя эмали отличается на различных участках коронковой части зуба и может достигать 2,0 мм, а у шейки зуба сходит на «нет». Физико-механические свойства зубной эмали человека уникальны: они занимают достойное место на диаграмме «твердость - модуль упругости» биоминералов и других материалов (рис. 1), а по механическим характеристикам превосходит соответствующие показатели эмали зубов акул, ядовитых клыков кобры - самых опасных змей на земле (рис. 2) и не уступают по твердости эмали клыков крыс - одних из наиболее живучих млекопитающих на планете (табл. 1).

Зубы используются по-разному различными видами животных, что отражается в различной их форме, микроструктуре и свойствах [6-8]. Кинжалообразные зубы одинаковой формы, такие как зубы ядовитых змей, крокодилов и акул, используются для прокалывания и удержания добычи. Длинные резцы грызунов, таких как мыши, используются, чтобы грызть растительные материалы. Эти специальные зубы демонстрируют поразительную красную окраску зубной эмали из-за высокого содержания железа и поддерживаются острыми контролируемым истиранием. Гиены питаются костями и используют свои увеличенные коренные зубы, чтобы перемалывать твердый материал костей (рис. 2).

В исследованиях PY Chen и соавт. (2008) [6, 9] было установлено, что твердость зубной эмали резко падает на границе дентино-эмалевого соединения (ДЭС). Этот факт имел место в иссле-

Рис. 2. Королевская кобра (King Cobra, Ophiophagus Hannah) - a), серая крыса (Rattus norvegicus) и ее клык - b), зубы гиены (Crocuta crocuta) - c)

Таблица 1 Механические характеристики эмали зубов человека и некоторых видов животных

Образец зуба Модуль Юнга, ГПа Твердость, ГПа Источники

Человек 60-90 91,83-103,43* 3,1-3,4 5,35-6,81* Oyen M.L., et al., 2005 [4] Лебеденко И.Ю., и соавт., 2009 [5]

Акула 68,88±1,50 «1,5 3,53±0,30 Chen PY, et al., 2008 [6] Whitenack L.B., et al., 2010 [7]

Королевская кобра King Cobra (Ophiophagus Hannah) 46,1-73,6 2,3-2,7 Oyen M.L., et al., 2005 [4]

Крыса (Sprague-Dawley) - 3,27-4,40** Hendrik YC., et al., 2017 [8]

Примечание: * - на наноуровне, ** - после питания анчоусами ^ЫврЫт тикгк) с высоким уровнем фтора (в форме CaF2)

ДЭС

1,5

л н

о о et о. :ф Ш

0,5

О

o ■ i i

Г - 1 Эмаль

i i i Де ÍHTMH в о

о ° в Я 1 1 О „ „ о о > о о о о о

-1000 -500

б

500 1000 1500 Расстояние, мкм

2000 2500 3000

Рис. 3. Зубы большой белой акулы (GWS, Carcharodon carcharías), в том числе детальное изображение зубцов края зубов (а). Твердость эмали и дентина зубов акулы в зависимости от расстояния до дентино-эмалевого соединения (ДЭС) (б) [6]

дованиях механических свойств зубов хищных рыб (рис. 3-6).

Эмаль зуба акулы (рис. 3, 8) имеет твердость 1,5 ГПа, а дентина - 0,25 ГПа, что примерно в 6 раз меньше, чем у зуба гиппопотама. Отметим, что эти значения также ниже, чем у зубов человека - 4 ГПа и 0,5 ГПА для эмали и дентина соответственно [12].

В работах S.E. Campbell и соавт. (2012) [13] представлены механические свойства зубной эмали приматов, измеренные методом наноиндентирования, сравни-

вались с исследованиями содержания минералов, ориентации/размерами призм и толщиной эмали с помощью электронной микроскопии. Механические свойства эмали всех видов приматов вблизи дентино-эмалевого соединения были схожи между собой, а вариации коррелировали с изменениями микроструктуры (например, размерами призм) и содержанием минералов.

Состав эмали различается у разных видов животных. Содержание минералов, органических веществ и воды, а также

структура и архитектура эмали могут влиять на устойчивость этой ткани к воздействию органических кариесогенных кислот [10-11]. Целью исследования A. Nozari и соавт. (2018) [12] было сравнение микротвердости эмали зубов человека с тремя другими видами животных (растительноядными, плотоядными и морскими) после контакта с тремя органическими кариесогенными кислотами.

Авторы отмечают, что зубная эмаль имеет кристаллическую структуру, состоящую из различных минералов, основным компонентом которых является сложный минерал фосфата кальция, называемый гидроксиапатитом. Наибольшую часть неорганического вещества составляет гидроксиапатит Са10(РО4)6(ОН)2 - самая распространенная минерализованная ткань зубов человека и млекопитающих. Периодическое воздействие органических кислот, полученных путем ферментации углеводов с pH ниже 5,5, приводит к растворению этого минерального компонента и возникновению кариеса [13].

Согласно авторам, эмаль и дентин разных видов млекопитающих издавна использовались в качестве заменителей твердых зубных тканей человека, поскольку зубы млекопитающих и человека морфогистологически сходны между собой [14]. Состав эмали может варьировать у разных видов животных (травоядных, плотоядных и морских). Содержание минералов, органических веществ и воды в эмалевой ткани у указанных видов может различаться, следовательно, устойчивость их эмали к органическим карисогенным кислотам также может быть различной.

Некоторые исследователи изучали химический состав человеческой эмали зубов по сравнению с другими животными: быками, свиньями и овцами. Результаты показали, что зубы человека наиболее минерализованы. Наиболее распространенными химическими элементами в ткани эмали и дентина четырех упомянутых видов были кальций и фосфор [15]. D.H. Edmunds и соавт. [16] также оценивали эмаль зубов человека, быка, лошади и овцы для исследований искусственных

Рис. 4. Оптическая микрофотография поперечного сечения зубов гигантской арапаймы (рыбы, являющейся сверстником динозавров), использованного для наноиндентирования - а; приведенный модуль упругости - Ь; твердость - в сравнении с результатами микроиндентирования - с [9]

CL

О

тз о 2

тз ф

о 3

тз ф

ОС

50 40 30 20 10 О

ч

•• •

• «

.С»» «1*. ... .

* ... t \Yf*J • » » • . • v '

_1_

_1_

-L

0.2 0.4 0.6 0.8 1

Normalized distance from surface

Я! О.

о

сл ш с

TJ «

I

1.5

0.5

• Н (GPa) Nanoindentation

• • • ■ Н (GPa) Microindentation

- *. • • • • >• • • "

* * ..V . •• ■ ■ •Sk^tfvk,. и* .

1 • • Г * ' • •

0.2 0.4 0.6 0.8

Normalized distance from surface

1200

600

. ан>. ■ яш о

Image Scan Size: 60 ym x 60 pm

Reduced Modulus

13.5 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90 0 100 0 114.7 (GPa)

а

б

Рис. 5. 2D-карта приведенного модуля упругости (а) и нано-твердости (Ь) в области дентино-эмалевого соединения рЫ) зубов пираньи [9]

а

б

с

бактериальных кариозных поражений, которые были сходными по внешнему виду у всех видов при исследовании в поляризованном свете, но между поражениями зубов человека и животных человека были структурные различия.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Хотя существуют некоторые исследования, в которых сравниваются твердые ткани зубов человека с другими животными [17-20], все же имеются ограниченные всесторонние данные об изменениях зубной эмали, вызванных различными органическими кислотами у человека, плотоядных, травоядных и морских животных.

В данной работе были измерены начальная микротвердость образцов и микротвердость образцов, деминерализованных после их погружения в растворы 2% лимонной кислоты (рН=2,6), 99,7% уксусной кислоты (рН=3,1) и 73,5% молочной кислоты (рН=2,4) соответственно, на 30 минут. Оказалось, что исходная микротвердость человеческой эмали выше, чем у других групп, а микротвердость эмали у барракуды - самая низкая (табл. 3, рис. 9). Микротвердость эмали собак и овец находится между этими двумя группами, разница в них не является статистически значимой.

После контакта с тремя органическими кислотами снижение микротвердости эмали человека и собаки статистически значимым не было (р=0,712 и р=0,824), в группах овец и барракуд - выявлено (р=0,006 и р=0,015). При этом в группе барракуд наблюдается наименьшее снижение микротвердости эмали при контакте с двумя органическими кислотами (молочной и уксусной кислотой) (табл. 4, рис. 10).

Авторы настоящей статьи пришли к выводу, что эмаль зубов человека, а также травоядных, плотоядных и морских животных проявляла различную устойчивость

Рис. 6. Приведенный модуль и твердость тканей зуба пираньи (Serrasalmus тапиеУ), измеренные в его поперечном сечении (а); 2D-карты упругого модуля и твердости (128x152 ^т) в области дентино-энамелоидного соединения (Ь) [9]

Таблица 2 Сравнение механических свойств эмали зубов приматов (наноиндентирование)

Вид (общее наименование, номер образца) Зуб (расположение) Модуль Юнга ± STD, ГПа Твердость ± STD, ГПа

Homo sapiens* (человек, 3) М2 (ЭДС - оккл, пов,) 47-120 2,7-6,4

Alouatta palliata" (ревун, 1) М1 (ЭДС) 77,3±7,4 4,75±0,70

Lepilemur leucopusc (белоногий лемур, 2) М2 (ЭДС Л) 78,2±4,9 4,25±0,31

Homo sapiens1 (человек, 8) М1 (100 мкм выше ЭДС) 80,4±7,7 4,88±0,35

Alouatta palliata" (ревун, 1) М3 (ЭДС) 85,2±9,7 4,13±0,30

Lemur catta0 (кольцехвостый лемур, 2) М2 (ЭДС Л) 88,3±2,8 4,43±0,19

Propithecus verreauxf (сифака, 2) М2 (ЭДС Л) 87,4±3,4 4,13±0,28

Homo sapiens" (человек, 2) М2 (ЭДС Л) 88,7±3,4 4,04±0,27

Homo sapiens" (человек, 1) М3 (середина 20%) 90,6±4,6 4,01±0,37

Gorrilla gorillae (горилла, 1) М1 (середина 20%) 93,0±3,2 4,40±0,20

Pan ti^ogldytese (шимпанзе, 1) М2 (середина 20%) 104,0±2,8 4,80±0,20

Pongo pygmaeuse (орангутан, 1) М2 (середина 20%) 100,3±2,9 4,83±0,23

Примечание: a Cuy JL, Mann AB, Livi KJ, Teaford MF Weihs TP. 2002. Nanoindentation mapping of the mechanical properties of human molar tooth enamel. Arch Oral Biol 47:281-291. b Darnell L, Teaford M, Livi K, Weihs T. 2010. Variations in the mechanical properties of Alouatta palliata molar enamel. Am J Phys Anthropol 141:7-15. c (Sara E. Campbell et al., 2012) [13]. d Mahoney E, Holt A, Swain M, Kilpatrick N. 2000. The hardness and modulus of elasticity of primary molar teeth: an ultra-micro-indentation study. J Dent 28:589-594. e Lee JW, Morris D, Constantino P Lucas P Smith TM, Lawn BR. 2010. Properties of tooth enamel in great apes. Acta Biomater 6:4560-4565

к процессу деминерализации в целом. Зубы в группе рыб Barracuda (морское животное) показали наименьшее снижение микротвердости эмали при контакте с кариесогенными кислотами (большую кислотоустойчивость).

После длительного периода эволюции зубы млекопитающих, как своего рода природный биологический материал, сформировали оптимизированную геометрию с превосходными механическими свойствами и занимают важное место в области инженерной бионики. Исследования трения зубов человека (трибология) в основном сосредоточены в области медицины. Основная цель исследований - овладеть механизмом трения и износа, минимизировать необратимые повреждения зуба в процессе окклюзии и поддержать здоровье полости рта человека. Взяв в качестве объектов исследования зубы собак, свиней и оленей, авторы (Y Ma и соавт., 2015) [21] систематически исследовали трение и износ трех различных зубов животных. Износостойкость трех поверхностей зубов оценивали с помощью прибора для измерения износа и прибора для измерения шероховатости. Структура различных изношенных поверхностей была охарактеризована с помощью сканирующей электронной микроскопии, а механические свойства, такие как твердость и модуль упругости, также были оценены с использованием прибора для наноте-стирования. Твердость - это способность материала противостоять давлению очень твердых предметов на его поверхность, а трибологические свойства материалов в определенной степени зависят от его твердости. Результаты исследований показали, что отслаивание остатков износа с поверхности эмали собак было весьма ощутимым. Поверхность была покрыта множеством мелких абразивных частиц и имела явные следы растрескивания. Объем износа составил 1,91 х107 мкм3. Поверхность эмали зубов свиньи также демонстрировала отслаивание остатков износа, а объем износа составил 1,56х 107 мкм3. По сравнению с зубами свиньи изношенная поверхность эмали зубов оленя также показывала отслаивание остатков

Рис. 7. Иерархическая структура зуба пираньи (Serrasalmus manueli) от челюсти к зубу и до зазубрин зуба: а - фотография челюсти пираньи; b - сканирующая электронная микроскопия (SEM), c - детальный вид зубчатых зазубрин; 10 мкм [9]

Рис. 8. Приведенный модуль и твердость тканей зуба большой белой акулы (GWS, Carcharodon carcharías), измеренные в его поперечном сечении (a); 2D-Kap™ упругого модуля и твердости (128x152 pm) в области DEJ (b) [9]

износа, но степень износа была ниже, а объем износа составил 1,39х107 мкм3. Результаты также показали, что свойства трения и износа различных зубьев тесно связаны с твердостью. Твердость и модуль упругости эмали зубов оленя были самыми большими, а эмали зубов свиньи и собачьих зубов - наименьшими (4,52, 86,08; 4,24, 84,52 и 4,07, 83,5 ГПа соответственно, р<0,05). Чем выше твердость

эмали, тем лучше была износостойкость и меньше износ эмали. Чем больше модуль упругости эмали, тем меньше объем износа. По сравнению с коренными зубами собак и свиней, коренные зубы оленя обладают хорошими характеристиками по трибологическим и механическим свойствам, что свидетельствует о том, что сопротивление истиранию у коренных травоядных животных выше, чем у хищников

и всеядных животных. Эта работа раскрыла взаимосвязь между сопротивлением истиранию, нанотвердостью и модулем упругости коренных зубов трех животных, что обеспечивает теоретическую основу для изучения трибологических свойств зубов животных в будущем.

Несмотря на ограниченные исследования эмали зубов морских животных, некоторые авторы исследовали микротвердость эмали зубов акулы. Микротвердость по Виккерсу показала, что твердость зубов акулы и зубов человека была сопоставимой с учетом исследований как дентина, так и эмалевой/энамелоидной тканей. Но данные о других морских животных ограничены [22]. В исследовании A. No-zari и соавт. эмаль Barracuda показала наименьшие изменения микротвердости после контакта с молочной и уксусной кислотами. Тот факт, что зубы морских животных состоят из более твердых молекул фторапатита, может быть причиной их устойчивости к процессу деминерализации органическими кислотами. Фторапатит обладает другими механическими свойствами, чем гидроксиапатит: у него более высокий объемный модуль, чем у гидрокси-апатита, более высокие константы жесткости (R.S. Gilmore и J.L. Katz, 1968) и более высокий модуль упругости, он абсолютно тверже, чем гидроксиапатит. При этом кристаллиты флюороапатита энамелоида акул гораздо крупнее (34,75 нм), чем кристаллиты гидроксиапатита крокодила (9 нм) [22].

Основываясь на результатах настоящего исследования, авторы пришли к выводу, что образцы эмали клыка человека, морских, травоядных и плотоядных животных показали существенно разные характеристики при контакте с карие-согенными кислотами. Степень снижения микротвердости эмали зубов овец, встречающихся с молочной кислотой, была самой высокой, а у рыбной эмали, подверженной действию той же кислоты было меньше всего изменений. Меньшая восприимчивость эмалевой ткани к растворению кислотой, а также присутствие молекул фторапатита в эмалевой ткани могут быть причинами меньших изменений микротвердости в группе рыб.

Рис. 9. Микротвердость эмали зубов человека и животных, ГПа до Рис. 10. Снижение микротвердости эмали зубов после контакта с раз-контакта с кариесогенными кислотами, М^Р [12] личными кариесогенными кислотами [12]

Таблица 3 Микротвердостъ эмали зубов (ГПа) человека и животных (растительноядных, плотоядных и морских) до контакта с кариесогенными кислотами [12]

1руппа Число Среднее значение SD Min Max

Человек 15 5,7483 0,20323 5,25 6,05

Рыбы 15 3,9165 0,12934 3,67 4,17

Овца 15 5,4505 0,21640 5,08 5,86

Собака 15 5,5769 0,14853 5,34 5,86

Таблица 4 Снижение микротвердости эмали зубов после контакта с различными кариесогенными кислотами, % [12]

Тип кислоты Человек Рыбы Овца Собака

Молочная кислота -40,02 -39,56 -187,40 -58,92

Лимонная кислота -9,12 -23,84 -84,66 -83,64

Уксусная кислота -45,26 -24,56 -44,18 -71,84

Среднее значение -31,47 -29,32 -105,41 -71,47

Рис. 11. Сравнительное весовое содержание Са и Р в зубах китообразных [32], гиппопотамов [33] и людей [34]. Содержание Са и Р увеличивается от нижнего левого к верхнему правому краю графика

Отметим, что установленные различия могут быть связаны с различной физиологией питания человека и животных. При сравнительном анализе пищеварительной системы человека и плотоядных, травоядных и всеядных животных человек чаще всего упоминается в качестве «всеядного». То, что человек - не хищник по своей физиологии, понятно и из особенностей пищеварительной системы. Например, в отличие от плотоядных, у человека переваривание еды начинается уже в ротовой полости. Слюна человека содержит амилазу, предназначенную для расщепления растительных крахмалов. Далее пища попадает в желудок, кислотность которого, у человека в 4-6 раз меньше, чем у хищников.

Abdirahman Aden и соавт., 2017 [23] методом оптической и когерентной томографии тщательно исследовали эрозию и твердость по Виккерсу дисков бычьей эмали под действием кислоты. Исходное значение твердости образцов составило 367,1±14,1 и 252,4±32,8 кгс/мм2 после их обработки 1% лимонной кислотой (M±1/2 95% ДИ) в течение 60 минут.

В работе L.B. Whitenack и соавт., 2010 [7] представлена весьма подробная таблица по упругим свойствам и твердости тканей зубов различных животных, а также человека, исследованных путем микро-и наноиндентирования, что вообще-то усложняет сравнение, например, рыб и млекопитающих или различных видов дентинов, эмали и энамелоидов и т.д. (табл. 5). О том, что различия есть и весьма существенные, демонстрирует

Примечание. Orthodentine - пронизанный канальцами дентин, не содержащий клеток и кровеносных сосудов; характерен для зубов человека и большинства млекопитающих. Enameloid - ткань, покрывающая зубы акул и других низших позвоночных. Ре^еп^пе - постоянное основное вещество дентина зубных пластин у таких видов рыб, как протоптерус (Рга^еп^) и лепидосирен (Lepidosiren). Osteodentine - ткань, по строению сходная с костной тканью, одно из дентиновых образований лабиринтодонтных зубов у кистеперых рыб, амфибий и рептилий.

' Американский чешуйчатник, или лепидосирен - двоякодышащая рыба; " Саванный слон; ■ Нарвал (кит); " Протоптер - род лопастеперых рыб; " Домашний бык; " Европейская косуля; "" Черная крыса; Малоголовая акула-молот; '* Обыкновенная песчаная акула; х Большой или мраморный протоптер, зубы в виде раздвоенных пластин, верхней и нижней; *' Макак-резус, бенгальский макак.

Таблица 5 Материальные свойства тканей зубов позвоночных

Вид Материал H (ГПа) E (ГПа) Ссылки

Lepidosiren paradoxa1 Dentine 0,43 - Currey J.D., et al., 2003 [24]

Loxodonta africana'' Dentine 0,43 7,7 Currey J.D., et al., 2003 [24]; Currey J.D., 1998 [25]

Monodon monoceroó" Dentine 0,53 8,9 Currey J.D., et al., 2003 [24]; Currey J.D., 1998 [25]

Protopterus aethiopicuó" Dentine 0,58 - Currey J.D., et al., 2003 [24]

Bos taurusv Dentine 0,61 7,8 Currey J.D., et al., 2003 [24]; Currey J.D., 1998 [25]

Capreolus capreolusvi Dentine 0,63 - Lutz W., 2002 [29]

Rattus rattusv" Dentine 0,88 - Currey J.D., et al., 2003 [24]

Homo sapiens Dentine 0,92 19,89 Waters N.E., 1980 [26]; Mahoney E., 2000 [27]

Sphyma tiburoviii Orthodentine 0,97±0,07 22,49±1,72 Whitenack L.B., et al., 2010 [7]

Carcharias taurus" Osteodentine 1,21±0,16 28,44±2,21 Whitenack L.B., et al., 2010 [7]

Lepidosiren paradoxa Petrodentine 2,49 - Currey J.D., et al., 2003 [24]

Protopterus aethiopicus" Petrodentine 3,12 - Currey J.D., et al., 2003 [24]

Bos taurus Enamel 3,00 73 Currey J.D., et al., 2003 [24]; Currey J.D., 1998 [25]

Carcharias taurus Enameloid 3,20±0,20 72,61±4,73 Whitenack L.B., et al., 2010 [7]

Capreolus capreolus Enamel 3,23 - Lutz W., 2002 [29]

Rattus rattus Inner Enamel 3,52 - Currey J.D., et al., 2003 [24]

Sphyma tiburo Enameloid 3,53±0,30 68,88±1,50 Whitenack L.B., et al., 2010 [7]

Macaca mulatto" Enamel 3,63 - Currey J.D., et al., 2003 [24];

Homo sapiens Enamel 3,90 87,5 Habelitz S., et al., 2001 [28]

рисунок 4. Тем не менее авторы констатируют, что в целом, как твердость, так и модуль Юнга энамелоидов акулы и обоих типов дентина аналогичны значениям для других позвоночных.

Основной вывод, который можно сделать из данных, представленных в таблице 5, - механические характеристики позвоночных незначительно отличаются друг от друга, тем не менее у человека они нередко превосходят соответствующие у животных. Это весьма удивительно. Хотя при пережевывании и поедании пищи животные и человек пользуются зубами (их набор у травоядных состоит в основном из моляров для перемалывания пищи, в то время как у хищников во рту расположены резцы и клыки; у человека наблюдается очевидный перевес в сторону травоядных, потому что из 32 зубов в ротовой полости только 12 имеют ярко выраженное

отношение к хищникам: это 8 резцов и 4 небольших клыка в передней части челюсти, а дальше идут 8 премоляров и 12 моляров, что свидетельствует о предрасположенности к поеданию растительной пищи, рацион современного человека, как правило, состоит из менее грубых продуктов, чем у животных.

С.Р. Тигвв и соавт., 2010 [29] исследовали микротвердость по Кнупу эмали зубов человека и крупного рогатого скота (КРС) на предмет эрозии эмали, вызванной кислыми напитками. Авторами были установлены (р=0,1350) следующие значения микротвердости эмали: 425/413 до обработки образцов зубов апельсиновым соком по специально разработанной методике и 265/253 -после (человек/КРС). 14 добровольцев носили небное устройство с образцами в течение 10 дней. Для дентина зубов человека и КРС данные различались также

незначительно, но достоверно: 51/48 и 20/19 (р=0,0432), что свидетельствует о поразительном сходстве механических характеристик зубной эмали и дентина человека и КРС.

Отмечалось, что физические и механические свойства зубной эмали зависят от ее состава и структуры. Поэтому представляют интерес данные таблицы 6, содержащей результаты исследований химического состава тканей зубов различных древних животных и человека. Эмаль, энамелоид и дентин были проанализированы относительно содержания в них элементов Н, С, N I; Na, Мд, I? 5 и Са [30].

Все ископаемые зубы содержали большое количество кальция и фосфатов, и только следы водорода, углерода, натрия, магния и серы. В переменных количествах присутствует и фтор. Самым удивительным открытием стало содержа-

Таблица 6 Химический состав эмали, эмали и дентина зубов вымерших и недавних видов, а также зуба человека, геологического и стехиометрического фторапатита, а также гидроксиапатита (рассчит.), в мас.% [30]

Образец Материал Ca2+ PO4-3 Ca/P отношение Na+ Mg2+ F- (EDX) F- (XRD)

Ископаемые акулы

S. pristodontus Энамелоид 40,05 5131 1,85:1 0,99 0,18 338 3,71

Дентин 40,55 45-35 2,12:1 0,91 0,12 356 5,28

О. obliquus' Энамелоид 37,6 51,1 1,73:1 038 0,13 336 3,78

Дентин 38,1 45-3 1,99:1 0,76 0,13 337 3,94

P. orientaliS" Энамелоид 40,15 50,4 1,88:1 0,89 0,13 3,48 4,30

Дентин 39,75 4435 2,11:1 138 0,13 331 5,02

C. angustidensv Энамелоид 40,1 52,45 1,81:1 0,89 0,15 337 2,91

Дентин 39,65 45,05 2,08:1 0,99 0,21 2,77 3,66

C. megalodoiï Энамелоид 4135 52,1 1,88:1 0,72 0,17 334 4,23

Дентин 40J5 45,1 2,12:1 0,71 0,23 2,71 5,28

I. hastalisvi Энамелоид 41,05 52,7 1,85:1 1,05 >0,1 3,12 2,75

Дентин 39,7 4335 2,17:1 1,86 0,14 235 3,78

Современные акулы

C. carchariasvii Энамелоид 39,0 503 1,83:1 1,11 0,22 2,89 2,44

Дентин 23,15 40,4 1,36:1 139 1,86 0,23 n.d.

I. oxyrinchusvl" Энамелоид 37,81 54-35 1,65:1 1,03 0,13 3,08 3,44

Дентин 30,9 483 1,52:1 1,14 0,41 0,61 2,21

G. cuvieï" Энамелоид 31,19 5135 1,43:1 0,99 0,29 3,13 3,22

Дентин 24,26 41,8 1,38:1 135 0,82 1,46 2,21

Динозавры

S. maroccanus1 Enamel 39,4 45,8 2,04:1 1,09 <0,1 139 1,99

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Дентин 333 413 1,93:1 031 <0,1 2,14 3,83

C. saharicus" Enamel 385 453 2,02:1 0,91 <0,1 1,72 3,61

Дентин 38,9 45,4 2,03:1 0,88 <0,1 234 2,49

P. mauritanicus" Enamel 393 46,1 2,03:1 131 <0,1 156 2,77

Дентин 40,8 443 2,19:1 039 0,16 3,19 5,56

M. beaugeP Эмаль 40 46,7 2,03:1 136 0,1 1,11 1,88

Дентин 413 45-3 2,17:1 03 0,11 2,94 4,50

Человек

Зуб человека Эмаль 36,0 54-3 1,57:1 03 0,41 0,01

Дентин 27,0 39,9 1,60:1 03 1,1 0,05

Временный зуб (моляр) <0,05

Минералы

Кристалл фторапатита 38,45 5335 1,71:1 0,18 <3,10-6 334

Стехиометрический фторапатит (рассчит.) 39,74 5630 1,67:1 0 0 3,77

Стехиометрический гидроксиапатит (рассчит.) 39,90 56,72 1,67:1 0 0 0

Примечание. Содержание водорода, углерода, азота и серы было незначительным во всех ископаемых зубах (обычно менее 1 мас.%), что указывает на разложение органической матрицы. Авторы обращают внимание, что углерод также образуется из карбоната, водород - из воды, а сера - из диагенетических примесей (сульфидов).

i Squalicorax pristodontus, Скваликоракс - род вымерших акул мелового периода (113,0-66,0 млн лет назад); " Otodus obliquus - древняя макрелевая акула. Жили во время палеоцена и эоцена эпохи, примерно около 60 до 37,5 миллиона лет назад; ■ Palaeocarcharodon orientalis - палеоценовая акула из семьи Cretoxyrhinidae; iv Carcharocles angustidens, Кархароклес ангустиденс, доисторическая акула, которая жила во время олигоцена и миоценовой эпохи приблизительно 35 к 22 миллиона лет; v Carcharocles megalodon, Мегалодон - вид вымерших акул из семейства Otodontidae, существовал в миоцене и плиоцене; vi Isurus hastalis - предок большой белой акулы; vii Cystoderma carcharias - Тигровая песчаная акула; viii Isurus oxyrinchus - крупная акула семейства сельдевых акул; ix Galeocerdo cuvier - тигровая акула, один из опаснейших для человека видов акул; x Spinosaurus maroccanus - ящер, обитавший на территории современной Северной Африки в меловом периоде (112-93,5 млн лет назад); xi Carcharodontosaurus saharicus - вид кархародонтозавра, род гигантских хищных динозавров мелового периода, обитающих 98-93 млн лет назад; xii Plesiosaurus mauritanicus - морской ящер из хищных рептилий, плезиозавр, юрский период; xiii Mosasaurus beaugei - семейство вымерших морских ящериц, распространенные в позднем меловом периоде; EDX - Energy-dispersive X-ray spectroscopy - метод энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии; XRD - X-ray powder diffraction - метод порошковой рентгеновской дифракции.

Рис. 12. Организация минеральной фазы и органической матрицы зубов акул [38]. На вставках - электронно-микроскопические фотографии и соответствующий им масштаб

ние фторидов в минеральной компоненте исследованных зубов, что резко контрастирует с человеческими зубами (почти нет фторидов) и зубами современных акул (фторид только в энамелоиде, но не в дентине). Содержание фторидов было очень высоким во всех окаменелых зубах акул, плезиозавров, мезазавров и динозавров как в дентине, так и в эмали. Это говорит о том, что минералы зубов представляют собой флюороапа-тит Ca5(PO4)3F вместо гидроксиапатита Ca5(PO4)3OH. Оба минерала имеют почти идентичную кристаллическую структуру и почти неразличимы дифрактометриче-ски, особенно в случае наличия других замещающих элементов. Таким образом, элементный анализ представляет собой наиболее точный метод для определения минеральной природы. Наличие любого другого кристаллического вещества в виде фторсодержащих минералов (например, фторида кальция CaF2) рентгеновской дифракцией было исключено.

У дельфинов [31] твердость эмали варьировалась от 3,86 ГПа (±0,4) у шерохо-ватозубых дельфинов (S. bredanensis) и до 2,36 ГПа (±0,38) у лаплатских (franciscana, (P. blainvillei), M±SD. Твердость дентина была значительно ниже: в пределах от 0,80 ГПа (±0,52) у гвианских дельфинов (Sotalia guianensis) до 0,56 ГПа (±0,07)

у морщинистых. Модуль упругости эмали дельфинов колебался от 69,32 ГПа (±4,08) у шероховатозубого дельфина (S. bredanensis) до 13,51 ГПа (±2,80) у полосатого дельфина (Stenella coeruleoalba). Модуль упругости дентина варьировался от 21,55 ГПа (±3,17) у дельфина Гектора (Cephalorhynchus hector) до 7,84 ГПа (±1,58) у полосатого дельфина.

По данным практически тех же авторов [36], дельфины демонстрируют увеличенное количество зубов и упрощенную их форму по сравнению с большинством млекопитающих, более простую ультраструктурную организацию и менее требовательную биомеханическую функцию. Правда, неизвестно, отразились ли эти факторы на химическом составе зубов. В статье химический состав и распределение элементов в эмали и дентине дельфинов интерпретируются с помощью рентгеновских и спектроскопических методов. Зубы 10 видов дельфиновых были проанализированы методами WDX (wavelength-dispersive X-ray), EDX (energy-dispersive X-ray) и рамановской спектроскопии. Для большинства отобранных видов содержание минералов был выше в эмали, чем в дентине, увеличиваясь от внутренних слоев эмали к наружным. Переход от дентина к эмали был отмечен увеличением концентрации основных

компонентов Ca и Р (рис. 12), но также Na и Cl. Содержание Mg уменьшалось от дентина к эмали. Концентрации Sr и F часто были низкими и ниже пределов обнаружения, но для некоторых видов F достигал пика во внешней области эмали. Авторы констатируют, что взятые пробы свидетельствуют о том, что общая картина химического состава зубов сохраняется у всех млекопитающих.

Строение и состав зубов морского крокодила Crocodylus porosus были изучены J. Enax и соавт., 2013 [35] с помощью нескольких аналитических методов высокого разрешения. Рентгеновская дифракция в сочетании с элементным анализом и инфракрасная спектроскопия показала, что минеральная фаза зубов -это нанокристаллический гидроксиапатит с дефицитом карбоната кальция, содержащийся во всех трех тканях, составляющих зуб: дентине, эмали и цементе. Содержание фтора в трех тканях очень низкое (<0,1 мас.%) и сравнима с таковой в человеческих зубах. Минеральное содержание дентина, эмали и цемента по данным термогравиметрии составляет 71,3, 80,5 и 66,8 мас.% соответственно. Синхротронная рентгеновская микротомография позволила исследовать внутреннюю структуру и визуализировать степень минерализации в дентине, эмали и цементе. На сканирующих электронных микрофотографиях видно, что слой эмали сравнительно тонкий (100-200 нм), а кристаллиты ориентированы перпендикулярно поверхности зуба. В дентино-эмалевом соединении плотность упаковки кристаллитов уменьшается, и кристаллиты не проявляются в виде упорядоченной структуры как в эмали. Микротвердость дентина составила 0,60±0,05 ГПа, для эмали - 3,15±0,15 ГПа, для цемента, близкого к коронке, - 0,26±0,08 ГПа и 0,31±0,04 ГПа для цемента у корневого края. Авторы объясняют это различной степенью минерализации различных тканей типы и отмечают, что показатели твердости зубов крокодила сравнимы с таковыми у зубов акул и человека (табл. 7).

Joachim Enax и соавт., 2014 [38] подробно исследовали ультраструктурную

Таблица 7 Микротвердость по Виккерсу ^0.01) тканей зубов крокодила в сравнении с твердостью зубов человека и акул (M±SD)

Показатель Зубы крокодила, ГПа Зубы человека, ГПа Зубы акул, ГПа

Дентин 0,60±0,05 0,5..0,6 del Pilar, et al., 2003 [36] 0,5..0,7 Enax, et al., 2012 [22]

Эмаль 3,15±0,15 2,9..3,9 del Pilar, et al., 2003 [36] 3..4 Enax, et al., 2012 [22]

Цемент, дистальный, близкий к коронке 0,26±0,08 0,2..0,6 Malek, et al., 2001 [37] -

Цемент, проксимальный, близкий к корню 0,31±0,04 - -

организацию и биомеханические свойства энамелоида акул. Они отмечают, что, несмотря на различные функции и типы зубов («разрывной тип», «режущий тип» или «режущий захват»), их химический состав и кристаллография очень похожи. Морфологически зубы акул состоят в основном из дентина, покрытого наружным твердым и сильно минерализованным слоем. У пресмыкающихся и млекопитающих, в том числе у людей этот внешний слой зубов обозначается как эмаль. У акул наружный зубной слой не имеет эктодермальной эмали и поэтому обозначается как «энамелоидный». Зубная эмаль млекопитающих, в том числе человека, состоят из гидроксиапатита Са5(Р04)30Н, связанного с небольшими количествами (1 мас.%) органической матрицы с белками амелогенин и эна-

мелин. Минеральная фаза энамелоида акульего зуба же состоит из фторапатита Ca5(PO4)3F (рис. 11) с содержанием фтора почти таким же высоким, как и геологические кристаллы флюороапатита (3,1 и 3,64 мас.%, соответственно). В целом энамелоид содержит 5-8 вес.% органической матрицы, состоящей из коллагенов и энамелинов. В зубной эмали млекопитающих и человека гидроксиапатит образует игольчатые кристаллиты, организованные в пучки («эмалевые призмы»), которые начинаются от дентино-эмалевой границы и ориентированы перпендикулярно поверхности зуба.

По данным авторов, модуль Юнга и твердость кристаллов флюороапатита вдоль длинной оси 107±9 и 4,9±0,5 ГПа, перпендикулярно длинной оси - 98±10 и 5,1±0,7 ГПа, наклонно к длинной оси -

90±11 и 4,5±1,1 ГПа соответственно. Эти же параметры, полученные наноин-дентированием, для энамелоида акул I. oxyrinchus от 77±13 до 110±6 и от 3,1±0,8 до 5,3±0,5 ГПа соответственно, в зависимости от направления энамелоидных кристаллитов.

Твердость наноиндентированием и приведенный модуль упругости моляров пресноводного рака (Cherax quadricarinatus) были тщательно исследованы Shmuel Ben-tov и соавт., 2012 [39]. Этот зуб выпадает и регенерируется во время каждого цикла линьки вместе с остальным экзоскелетом. Также был изучен необычный химический состав поверхности и массива моляров методом рамановской спектроскопии.

Установлено, что многоуровневая организация структура зубов рака помимо основного вещества содержит четко определенные эмалеобразные функциональные слои вещества хитин + аморфный минерал и износостойкие кристаллы флюороапатита (FAP) с твердостью 0,30±0,07, 1,0±0, 31 и 4,56±0,80 ГПа (M±SD) соответственно.

При этом модуль Юнга материалов составил 4,8±1,5, 25,5±5,3 и 80,8±9,7 ГПа (M±SD) соответственно. Как видно, уровень твердости эмалеобразного апатита зубов членистоногих примерно соответствует твердости зубной эмали млекопитающих 3-6 ГПа, хотя генетически последние достаточно далеки.

ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES

1. Муслов С.А., Арутюнов С.Д. Механические свойства зуба и околозубных тканей. Монография. - М.: Практическая Медицина. - 256 с. / Muslov S.A., Arutyunov S.D. Mekhanicheskiye svoystva zuba iokolozubnykh tkaney. Monografiya [Mechanical properties of the tooth and periodontal tissues]. M.: Prakticheskaya Meditsina, 256 p. (in Russian)

2. Муслов С.А., Арутюнов С.Д. Физические свойства тканей зуба. - М.: Практическая Медицина. - 136 с. / Muslov S.A., Arutyunov S.D. Fizicheskiye svoystva tkaney zuba [Physical properties of tooth tissues]. M.: Prakticheskaya Meditsina, 136 p. (in Russian)

3. Schoberl T., Jager I., Lichtenegger H.C. Application of SPMand Related Techniques to the Mechanical Properties of Biotool Materials, 2009, pp.71-103.

4. Oyen M.L., et al. Nano-indentation of a King Cobra. Hysitron Inc., 2005, 2 p.

5. Лебеденко И.Ю., Арутюнов С.Д., Муслов С.А., Усеинов А.С. Нанотвердость и модуль Юнга зубной эмали // Вестник РУДН. - 2009. - №4. - С.637-638. / Lebedenko IYU., Arutyunov S.D., Muslov S.A., Useinov A.S. Nanotverdosf i modul' Yunga zubnoy emali [Nanohardness and Young's modulus of tooth enamel]. Vestnik RUDN, 2009, no.4, pp.637-638. (in Russian)

6. Chen PY, Lin AYM., Lin YS., et al. Structure and mechanical properties of selected biological materials. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. - 2008, vol.1, issue 3, pp.208-226.

7. Whitenack L.B., et al. Young's modulus and hardness of shark tooth biomaterials. Archives of oral biology, 2010, vol.5, pp.203-209.

8. Yoshua C.H., et al. Effects of applying anchovy (Stolephorus insularis) substrates

on the microhardness of tooth enamel in Sprague-Dawley rats. August 2017. Journal of Physics Conference Serie. 2020, vol.884, no.1.

9. Chen PY, Schirer J., Simpson A., Meyers M.A. Predation versus protection: Fish teeth and scales evaluated by nanoindentation. Journal of Materials Research, 2012. vol.27, no.1, pp.100-112.

10. Imbeni V., Nalla R.K., Bosi C. In vitro fracture toughness of human dentin. J Biomed Mater Res, 2003, vol.66, pp.1-9.

11. Campbell S.E., et al. Nanoindentation of Lemur Enamel: An Ecological Investigation of Mechanical Property Variations Within and Between Sympatric Species. American Journal Of Physical Anthropology, 2012, vol.148, pp.178-190.

12. Nozari A., Mohammadi N., Derakhshcm P., Mohcimmcidi Z., Baghdaddbadi N.A. Comparing enamel surface microhardness of human teeth with three other animal species (herbivorous, carnivorous and marines) encountering different organic acids. Annals ofDentalSpeciatty, 2018, vol.6, issue 4.

13. Strnada G., Bukab I. Effect of acid erosion followed by renuneralization process on microhardness of dental enamel. Procedia Tech, 2014, vol.12, pp.308-315.

14. Forssell-Ahlberg K., Brannstroin M., Edwall L. The diameter and number of dentinal tubules in rat, cat, dog and monkey. A comparative scanning electron microscopic study. Acta OdontolScand, 1975, vol.33, no.5, pp.243-250.

15. Teruel J. de D., Alcolea A., HemAndez A., Ruiz AJ. Comparison of chemical composition of enamel and dentine in human, bovine, porcine and ovine teeth. Arch Oral Biol, 2015, vol.60, no.5, pp.768-775.

16. Edmunds D.H., Whittaker D.K. Green RM Suitability of human, bovine, equine,

and ovine tooth enamel for studies of artificial bacterial carious lesions. Canes Res, 1988, vol.22, no.6, pp.327-336.

17. Reis A.F, Giauniui M., Kavaguchi A., Soares C.J., Line S.R. Comparison of inicrotensile bond strength to enamel and dentin of human, bovine, and porcine teeth. J Adhes Dent, 2004, vol.6, no.2, pp.117—121.

18. Fonseca R.B., Haiter-Neto F, Femaudes-Neto A.J., Barbosa G.A., Soares C.J. Radiodensity of enamel and dentin of human.bovine and swine teeth. Arch Oral Bio!, 2004, vol.49, no.11, pp.919-922.

19. Field J.C., German M.J., Waterhouse P.J. Qualifying the lapped enamel surface: a profilonictric. electron microscopic and microhardness study using human, bovine and ovine enamel. Arch Oral Biol, 2014, vol.59, no.5, pp.455-460.

20. Skobc Z., Prostak K.S., Trombly P.L. Scanning electron microscope study of cat and dog enamel structure. J Morphol, 1985, vol.184, no.2, pp.195-203.

21. Ma Yunhai, et al. Comparison of tribological properties of dog teeth, pig teeth and deer teeth. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Nov, 2015, vol.31, no.21, pp.87-92.

22. Enax J., Prymak O., Raabe D., Epple M. Structure, composition, and mechanical properties of shark teeth. J Struct Biol, 2012, vol.178, no.3, pp.290-299.

23. Abdirahman Aden et al. Longitudinal correlation of 3D OCT to detect early stage erosion in bovine enamel. Biomedical Optics Express, 2017, vol.8, no.2, pp.954-973.

24. Currey J.D., Abeysekera R.M. The microhardness and fracture surface of the petrodentine of Lepidosiren (Dipnoi), and of other mineralized tissues. Arch Oral Biol, 2003, vol.48, pp.439-447.

25. Currey J.D. Mechanical properties of vertebrate hard tissues. Proc Institut Mech Eng, 1998, vol.212, pp.399-411.

26. Waters N.E. Some mechanical and physical properties of teeth. Symposia Soc Exp Biol, 1980, vol.34, pp.75-98.

27. Mahoney E. The hardness and modulus of elasticity of primary molar teeth: an ultra-microindentation study. J Dent, 2000, vol.28, pp.589-594.

28. Habelitz S., Marshall S.J., Marshall Jr G W., Balooch M. Mechanical properties of human dental enamel on the nanometre scale. Arch Oral Biol, 2001, vol.46, no.2, pp.173-183.

29. Turss C.P., et al. Viability of Using Enamel and Dentin from Bovine Origin as a Substitute for Human Counterparts in an Intraoral Erosion Model. Braz Dent J, 2010, vol.21, no.4.

30. Lubke A., et al. Dental lessons from past to present ultrastructure and composition of teeth from plesiosaurs, dinosaurs, extinct and recent sharks. RSC Adv, 2015,vol.5, pp.61612-61622.

31. Loch C., et al. Mechanical properties of dental tissues in dolphins. Archives of oral biology, 2013, vol.58, pp.773-779.

32. Loch C., et al. Elemental and chemical characterization of dolphin enamel and dentine using X-ray and Raman microanalyzes. Journal of Structural Biology, 2014, vol.185, pp.58-68.

33. Brugmann G., Krause J., Brachert T.C., Kullmer O., Schrenk F, Ssem-manda I., Mertz D.F Chemical composition of modern and fossil hippopotamid teeth and implications for paleoenvironmental reconstructions and enamel formation - part 1: major and minor element variation. Biogeosciences, 2012, vol.9, pp.119-139.

34. Cuy J.L., Mann A.B., Livi K.J., Teaford M.F, Weihs TP. Nanoindentation mapping of the mechanical properties of human molar tooth enamel. Arch Oral Biol, 2002, vol.47, pp.281-291.

35. Enax J., et al. Characterization of crocodile teeth Correlation of composition, microstructure, and hardness. Journal of Structural Biology, 2013, vol.184, pp.155-163.

36. del Pilar Gutierrez-Salazar M., Reyes-Gasga J. Microhardness and chemical composition of human tooth. Mat Res, 2003, vol.6, pp.367-373.

37. Malek S., Darendeliler M.A., Swain M.V. Physical properties of root cementum: Part I. A new method for 3-dimensional evaluation. Am J Orthod DentofacialOrthop, 2001, vol.120, pp.198-208.

38. Enax J., et al. Ultrastructural organization and micromechanical properties of shark tooth enameloid. Acta Biomaterialia, 2014, vol.10, pp.3959-3968.

39. Shmuel Bentov, et al. Enamel-like apatite crown covering amorphous mineral in a crayfish mandible. nature communications, 2012, vol.3, p.839 doi:10.1038/ ncomms1839 www.nature.com/naturecommunications

Конфликт интересов

Согласно заявлению авторов, конфликт интересов отсутствует.

Поступила 15.09.2020 Принята в печать 16.10.2020

Адрес для корреспонденции

Кафедра пропедевтики стоматологических заболеваний

МГМСУ им. А.И. Евдокимова

г. Москва, ул. Делегатская, 20-1

127473, Российская Федерация

Арутюнов Сергей Дарчоевич, e-mail: sd.arutyunov@mail.ru

Address for correspondence

Department of Propedeutics of Dental Diseases

A.I. Yevdokimov Moscow State Medical Stomatological University

20-1, Delegatskaya street, Moscow

127473, Russian Federation

Sergey Arutyunov, e-mail: sd.arutyunov@mail.ru

- СОБЫТИЯ ПОЗДРАВЛЯЕМ СТУДЕНТОВ БГМУ С ЗАСЛУЖЕННОЙ ПОБЕДОЙ! 11-12 декабря 2020 года Самаркандский государственный медицинский институт организовал Международную онлайн-олим-пиаду студентов медицинских вузов «Самарканд-2020». В рамках олимпиады молодые исследователи представили научно-инновационные проекты, стендовые доклады и приняли участие и в творческих конкурсах, и в соревнованиях по фундаментальным и клиническим наукам среди студентов, магистрантов и клинических ординаторов. Состязались около 2000 участников из Узбекистана, России, Украины, Беларуси, Казахстана, Кыргызстана, Молдовы, Донецкой НрТуркменистана и Таджикистана. Студенты стоматологического факультета и международного факультета иностранных учащихся БГМУ с энтузиазмом приняли активное участие в олимпиаде в секции. Состязания включали ответы на тестовые вопросы, решение ситуационных задач и определение последовательности выполнения практических навыков на платформе ZOOM. Для оценки всех этапов было организовано международное жюри из 15 стран, председателем которого на секции «Детская стоматология» был зав. кафедрой детской стоматологии СамГМИ, профессор Р.А. Рахимбердиев, белорусскую сторону в жюри представляли зав. кафедрой стоматологии детского возраста, профессор Н.В. Шаковец и доцент Е.И. Мельникова. В состязаниях на секции «Детская стоматология» приняли участие 33 студента, из которых на второй этап после итогов тестирования прошли 25 человек, из которых 11 - представители БГМУ. Белорусские студенты показали прекрасную теоретическую и практическую подготовку. В номинации «Лучшее решение тестовых вопросов» победу одержал Руслан Вершицкий (группа 7512), в номинации «Лучшее решение ситуационных задач в детской стоматологии» - Нораир Гукасян (группа 7513). Абсолютным победителем Олимпиады на секции «Детская стоматология» стала студентка международного факультета иностранных учащихся БГМУ Джавидджахроми Газал Махмуд (группа 6411), которая блестяще прошла все этапы конкурса! Олимпиада «Самарканд-2020» помогла убедиться в том, что новые реалии ставят перед организаторами новые задачи, и такая инновационная форма проведения соревнований с успехом может реализовываться. Собств. инф.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.