Sklovina – toto najtvrdšie tkanivo v ľudskom tele je dostatočne pevné, aby odolalo prerazeniu, ale súčasne dosť pružné, aby neprasklo.
Veda zatiaľ zlyhávala, keď skúšala vytvoriť umelú náhradu, informovala spravodajská televízia čt24.
Vedci oznámili, že navrhli umelú sklovinu, ktorá je ešte pevnejšia a odolnejšia ako tá pravá. „Je to jasný skok dopredu,“ uviedol pre odborný žurnál Science Alvaro Mata, ktorý sa na štúdii nepodieľal. Podľa neho by tento pokrok mohol mať aj iné využitie ako len pri „obyčajnej“ oprave zubov. Možností je podľa neho veľa – „od vytvárania brnení až po spevňovanie povrchov podláh alebo automobilov, aplikácií by mohlo byť mnoho“.
Sklovinu je také zložité napodobniť, pretože jej štruktúra má veľmi zložité usporiadanie. Atómy vápnika, fosforu a kyslíka sa v nej spájajú do vzorov, ktoré dávajú tomuto materiálu unikátne vlastnosti. Čisto po chemickej stránke nebolo sklovinu také ťažké napodobňovať – ale vytvoriť ju v patričnom usporiadaní, to predstavovalo problém.
Vedci napodobnili štruktúru prirodzenej skloviny
V novej štúdii sa vedci pokúsili práve o toto – napodobniť štruktúru prirodzenej skloviny. Namiesto peptidov a ďalších biologických nástrojov použili extrémne teploty. Rovnako ako v prípade predchádzajúcej konštrukcie umelých sklovín, tím vytvoril nový materiál z drôtikov hydroxyapatitu – rovnakého minerálu, ktorý tvorí skutočnú sklovinu.
Tvoria sa tak akési drôtiky, ktoré potom ešte vedci pokrývajú špeciálnym povlakom – a práve on je tou tajnou zložkou, vďaka ktorej je táto umelá sklovina taká odolná, hovorí spoluautor štúdie Nicholas Kotov. Vďaka povlaku je menej pravdepodobné, že sa drôtiky rozlomia, pretože mäkší materiál okolo nich dokáže absorbovať akýkoľvek silný tlak alebo náraz. V normálnej sklovine existujú tieto drôtovito spletené vlákna tiež, sú ale obklopené povlakom bohatým na horčík. Vedci namiesto tohto materiálu využili oxid zirkónový, ktorý je extrémne pevný a pritom netoxický.
Čo je hydroxyapatit
Hydroxylapatit, často nazývaný hydroxyapatit (skratka HA resp. HAp), je minerál a jeden z najvýznamnejších biokeramických materiálov. Ide o prirodzenú formu vápnika a fosforu, resp. apatitu. Čistý hydroxylapatitový prášok je biely. V prírode sa vyskytujúce apatity však majú tiež hnedý, žltý alebo zelený nádych. Hydroxylapatit je hlavnou anorganickou zložkou kostí a zubov.
Keď potom výskumníci v týchto testoch porovnali umelú sklovinu s prírodnou zubnou sklovinou, zistili, že laboratórne vypestovaná verzia prekonáva svoj prírodný náprotivok v šiestich rôznych oblastiach, vrátane pružnosti a schopnosti absorbovať vibrácie, uvádza tím v časopise Science.
Prečo to má význam?
Ľudské telo nevie sklovinu regenerovať. Vie ju vytvárať len do okamihu, keď sa zuby vynoria z ďasien; potom ale bunky, ktoré sú za toto stvorenie zodpovedné, zanikajú. K narušeniu skloviny dochádza tak vplyvom moderného spôsobu života, ako aj vinou nehôd a zranení. Podľa lekárskych štatistík s ňou má problémy viac ako polovica ľudstva.
Autori štúdie ale varujú, aby ľudia neprepadali prílišnému nadšeniu. Tento materiál síce vyzerá veľmi nádejne, ale ešte nie je v stave, keď by sa dal spojiť s reálnymi ľudskými zubami. Vedci totiž zatiaľ netestovali, ako dobre sa spája s prírodnou sklovinou, čo je kľúčové pre opravu zuba.
