I calcoli vegetali microscopici possono causare danni irreversibili allo smalto dei denti

Lo smalto dei denti, la sostanza più dura del corpo umano, potrebbe essere soggetto a un'usura graduale e irreversibile a causa della masticazione di verdure.

Sebbene gli alimenti di origine vegetale costituiscano una parte importante di una dieta sana perché forniscono fibre, vitamine e minerali, un team internazionale di ricercatori ha scoperto che dei calcoli vegetali microscopici, noti come fitoliti, possono contribuire all'usura dei denti nel tempo, portando potenzialmente a visite più frequenti dal dentista.

Hanno sviluppato foglie artificiali dotate di queste particelle microscopiche e le hanno montate su un dispositivo che simula la pressione e il movimento di scorrimento della masticazione su campioni di smalto dei denti forniti da scienziati locali.

Secondo i risultati dell'esperimento, pubblicati sulla rivista Journal of the Royal Society Interface, anche i tessuti vegetali molli interagendo con lo smalto causavano danni permanenti allo smalto e perdita di minerali.

È piuttosto comune per gli archeologi trovare resti fossilizzati di denti, poiché si mantengono molto ben conservati grazie alla loro incredibile durezza e resistenza, che possono superare i migliori materiali ingegneristici moderni.

Lo smalto dei denti è resistente ma anche fragile, il che lo rende vulnerabile alla degradazione meccanica dovuta a crepe, che si verificano improvvisamente quando la forza di un morso fa sì che le microfratture si diffondano, e all'usura, ovvero la lenta perdita di materiale nel corso di molti anni.

Gli scienziati hanno condotto ricerche approfondite su come lo smalto dei denti umani si rompe e si consuma, cosa causa il danno e quanta forza è necessaria per causare crepe. Tuttavia, un aspetto ancora poco compreso è l'effetto delle microparticelle provenienti da fonti esterne, come polvere o cibo, sullo smalto.

I fitoliti sono particelle microscopiche di silice che si formano nei tessuti di molte piante quando le radici assorbono la silice solubile dal terreno e il sistema vascolare la deposita in altre parti della pianta.

Studi precedenti hanno esaminato l'usura dello smalto causata dai fitoliti vegetali, ma i risultati sono stati spesso incoerenti. Inoltre, questi studi non sono riusciti a modellare realisticamente il modo in cui i numerosi fitoliti incorporati nei tessuti molli delle piante interagiscono con lo smalto dei denti durante la masticazione.

In questo studio, i ricercatori hanno creato foglie artificiali da una matrice di polidimetilsilossano (PDMS) incorporata con fitoliti opalini derivati da steli e foglie di grano.

Il foglio risultante, simile per spessore e rigidità a quello reale, è stato poi montato su un supporto e ripetutamente messo a contatto con campioni di denti del giudizio umani sani raccolti dai dentisti, per simulare lo scorrimento e la pressione della masticazione.

I cambiamenti fisici e chimici nello smalto delle foglie e dei denti sono stati analizzati utilizzando tecniche spettroscopiche e di microscopia ad alta risoluzione.

Gli scienziati hanno scoperto che, nonostante i fitoliti stessi si decompongano dopo ripetute esposizioni, continuano a peggiorare l'usura dello smalto dei denti e a ridurne il contenuto minerale.

Un risultato inaspettato è stato che si è scoperto che il meccanismo di usura sottostante era una deformazione quasi plastica o permanente derivante dalla debolezza della struttura microscopica dello smalto, piuttosto che la classica frattura fragile.

I ricercatori ritengono che i nuovi dati sulla degradazione dello smalto potrebbero aiutare gli scienziati a comprendere meglio la dieta, il comportamento, gli spostamenti e gli habitat degli animali, fungendo da ponte interdisciplinare tra le scienze fisiche e biologiche.