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Pesquisadores usam flocos de neve para explicar a formação de esmalte dentário

HELSINKI, Finlândia: Pesquisadores da Universidade de Helsinque e da Universidade de Aalto, na Finlândia, usaram o processo de formação de floco de neve como uma forma de explicar como o esmalte dental é distribuído sobre a coroa durante o crescimento. O estudo recém-publicado fornece uma base teórica para a regulação do desenvolvimento da formação de esmalte e ajuda a descobrir por que espécies próximas, como os humanos e os orangotangos, têm características dentárias distintas.

A matriz de esmalte é macia quando recém colocada. No entanto, ela começa a endurecer imediatamente e, uma vez madura, é a parte mais mineralizada e mais dura do corpo dos mamíferos. A dureza do esmalte torna os dentes mais duráveis ​​e resistentes a danos. Não pode ser reparado ou remodelado, tornando o crescimento da matriz de esmalte um passo crítico na formação dos dentes. Os pesquisadores sugeriram que as diferenças na espessura do esmalte são reguladas pela taxa de difusão de nutrientes necessária para formar o esmalte.

Partindo de um modelo que é usado para simular a formação de floco de neve, os pesquisadores construíram um novo modelo que, em vez de gelo, imitava a formação da matriz do esmalte. "Considerando que o esmalte não é obviamente tão intrigante quanto os flocos de neve, é interessante que os mesmos princípios físicos possam explicar o aumento da complexidade em ambos os sistemas", explicou o primeiro autor, Dr. Teemu. Häkkinen, pesquisador da Universidade Aalto na Finlândia.

O novo modelo pode ser usado para investigar as diferenças em espécies evolutivas e defeitos médicos na formação de esmalte. A partir de uma imagem de TC de dentes reais dos quais o esmalte foi removido digitalmente, os cientistas recarregaram a matriz de esmalte nas superfícies dentinárias subjacentes por meio de simulação por computador. Quando a secreção de matriz foi simulada como um processo limitado por difusão, isso produziu as características sutis do esmalte encontradas em um molar.

De acordo com o estudo, em contraste com os molares humanos, os molares de orangotango têm cristas e sulcos complexos que podem ser simulados diminuindo ainda mais a taxa de difusão dos nutrientes formadores de esmalte. Assim, os orangotangos, que também comem alimentos duros, como frutos verdes e cascas, podem ter desenvolvido o esmalte enrugado com uma mudança de desenvolvimento relativamente simples. "Há uma enorme quantidade de dados diferentes disponíveis sobre o esmalte, e agora temos as ferramentas dos físicos para fazer previsões testáveis", explicou o coautor Dr. Jukka Jernvall, Professor da Academia no Instituto de Biotecnologia da Universidade de Helsinque.

O estudo, intitulado “Modelagem da secreção da matriz de esmalte em dentes de mamíferos”, foi publicado online em 29 de maio de 2019 em PLOS Computational Biology.

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