ما الذي يعنيه توزيع الزنك في العاج بالنسبة للحشوات وصحة الأسنان؟

الأسنان عبارة عن مركبات من المعادن والبروتينات، تتكون في معظمها من عاج عظمي مسامي للغاية، هذه البنية تجعل الأسنان قوية وحساسة في آن واحد.

إلى جانب الكالسيوم والفوسفات، تحتوي الأسنان على عناصر نادرة مثل الزنك.

باستخدام تقنيات تصوير مجهرية متكاملة، قام فريق من مستشفى شاريتيه برلين، وجامعة برلين التقنية، ومركز هيلمهولتز برلين (HZB) بتحديد توزيع الزنك الطبيعي على طول الأسنان وعبرها في ثلاثة أبعاد.

ووجد الفريق أنه مع ازدياد مسامية العاج باتجاه لب السن، يزداد تركيز الزنك من 5 إلى 10 أضعاف.

تساعد هذه النتائج على فهم تأثير المواد الحيوية المحتوية على الزنك شائعة الاستخدام (مثل الحشوات)، وقد تُسهم في تطوير طب الأسنان.

تم نشر الورقة البحثية في مجلة VIEW.

تتميز الأسنان ببنية معقدة: يحيط العاج، وهو مادة عظمية مسامية، بلب السن الذي يحتوي على الأعصاب، ويغطيه من الخارج المينا في الفم والملاط في الجذور.

ورغم أن العاج يتخلله عدد لا يحصى من الأنيبيبات العاجية متناهية الصغر، إلا أن الأسنان قادرة على تحمل عقود من القوى الدورية المتكررة.

وتزداد كثافة الأنيبيبات العاجية باتجاه اللب، مما يعني أن العاج يصبح أكثر مسامية من الداخل.

تنقل أنابيب العاج الإشارات إلى الأعصاب، مما يُتيح الإحساس بالبرودة والحرارة، عبر اتصالها بالخلايا الموجودة في لب السن وقنوات الجذر.

وكما هو الحال في العظام، يحتوي العاج في معظمه على الكالسيوم والفوسفات (على شكل بلورات نانوية)، بالإضافة إلى مواد عضوية ومجموعة من العناصر النزرة التي تكون عادةً متجانسة.

إلا أن عنصر الزنك يكاد يكون معدومًا في بعض المناطق، بينما يتواجد بكثرة بالقرب من لب السن.

وحتى هذه الدراسة، لم يكن معروفًا تركيز الزنك الطبيعي، وكيفية توزيعه في الأسنان السليمة.

أسنان مثالية

انطلق الفريق، بقيادة البروفيسور الدكتور بول زاسلانسكي من مستشفى شاريتيه برلين، والدكتورة إيوانا مانتوفالو من مركز هيلمهولتز برلين، لحل هذه المسألة، ليكتشفوا أن الأسنان البشرية المهملة عادةً ما تكون ملوثة بالزنك نتيجةً للعلاج أو معجون الأسنان.

لذلك، استخدموا أسنان الماشية، التي تُهمل على نطاق واسع من المسالخ. وقد أظهرت هذه الأسنان، من خلال دراسات الأشعة تحت الحمراء التي أجراها فريق IRIS التابع لمشروع BESSY II، تشابهاً كبيراً مع الأسنان البشرية، مع كونها أصغر سناً بكثير ولم تخضع لأي علاج أسنان أو تنظيف بالفرشاة.

أين يوجد الزنك؟

"في البداية، قمنا بعمل قطع دقيقة وفحصناها تحت المجهر الإلكتروني الماسح، وكشفت هذه الصور أن المادة الموجودة بين الأنابيب الفردية متجانسة تمامًا تقريبًا،" كما يقول مانتوفالو، المسؤول عن مختبر HZB SyncLab.

ثم قام الفريق بفحص الأسنان باستخدام أنظمة تصوير مقطعي ثلاثي الأبعاد بالأشعة السينية، سواءً المستخدمة في طب الأسنان أو في الصناعة، لرسم خريطة لبنيتها المجهرية ثلاثية الأبعاد، ولا سيما كثافتها.

وكما هو متوقع، تنخفض كثافة الأسنان بالقرب من اللب، بالتزامن مع زيادة في الأنيبيبات.

وقد مكّنت هذه النتائج من نمذجة المادة بدقة وتقييم البيانات التجريبية المستقاة من خرائط مطيافية التألق المجهري بالأشعة السينية.

"لقد سجلنا الإشارات من العديد من العناصر، وخاصة الكالسيوم والفوسفور والزنك، وبينما يتوزع الكالسيوم والفوسفور، وكلاهما ينشأ من البلورات النانوية للعاج، بالتساوي، لاحظنا وقمنا بقياس زيادة حادة للغاية في تركيز الزنك من الخارج إلى الداخل، أي باتجاه لب السن،" كما يقول مانتوفالو.

رؤى مفيدة

"هذه النتائج مفيدة للغاية لمزيد من تحسين رعاية الأسنان. على سبيل المثال، ما إذا كان ينبغي على طبيب الأسنان أن يوصي بمواد تحتوي على نسبة منخفضة أو عالية من الزنك أثناء العلاج،" يوضح زاسلانسكي.

في الأسنان السليمة، يوجد الزنك داخل طبقة العاج. مع ذلك، فإن ملامسته للأحماض، سواءً من خلال التسوس أو من خلال علاج قناة الجذر بمعاجين تحتوي على الزنك، قد تُنشّط الإنزيمات كيميائيًا، مما قد يُسبب آثارًا سلبية.

الزنك كمؤشر

نقطة أخرى مهمة: تُظهر الدراسة أن الزنك قد يكون مؤشرًا جيدًا لتحديد كثافة المعادن في العظام.

ويشير زاسلانسكي إلى أن "كثافة العظام مصدر قلق كبير للعديد من المرضى: فالجميع يعلم أننا نحتاج إلى الكالسيوم والمزيد من المعادن لتقوية العظام، ولكن في الواقع، ربما ما نريده هو توازن جيد في المسامية الدقيقة للعظام".