Les écureuils bavards, les charmants ragondins et les castors qui claquent la queue, ainsi que quelques autres rongeurs, ont des dents de devant brun orangé. Des chercheurs ont publié des images haute résolution d'incisives de rongeurs dans ACS Nano , offrant une vue au niveau atomique de l'émail ingénieux des dents et de leur revêtement. Ils ont découvert de minuscules poches de matériaux riches en fer dans l'émail qui forment un bouclier protecteur pour les dents mais, surtout, ne contribuent pas à la teinte brun orangé :de nouvelles découvertes qui pourraient améliorer la dentisterie humaine.

Les dents humaines et animales sont recouvertes d’une substance cristalline complexe appelée émail. Et même si l’émail est le tissu le plus dur de notre corps, il l’est encore plus chez les rongeurs. Leurs incisives en constante croissance ont une couche externe supplémentaire d'émail riche en fer, résistant aux acides.

Auparavant, des chercheurs avaient suggéré que ce matériau riche en fer était également responsable de la couleur orange à brune frappante des incisives de nombreux rongeurs. Cependant, la structure microscopique de l’émail riche en fer n’avait pas été entièrement caractérisée. Pour en savoir plus sur la composition de l'émail des dents de rongeurs, Vesna Srot et ses collègues ont capturé des images haute résolution de spécimens d'incisives de plusieurs espèces.

Les chercheurs ont collecté des incisives de rongeurs vivant dans différents environnements :castors, ragondins, écureuils, marmottes, rats, campagnols et souris. Pour étudier la structure, la composition élémentaire et la transmission des couleurs de l'émail, de fines tranches ont été prélevées sur différentes sections des dents et préparées pour l'imagerie par microscopie optique, tomographie à faisceau d'ions focalisé 3D et microscopie électronique à transmission par balayage. Les images à résolution micro et nanométrique ont révélé :

• Au départ, les cellules qui synthétisent les composants de l'émail produisent des particules de protéines de stockage du fer de 6 à 8 nanomètres de large, appelées ferritines, qui sont la source des ions fer dans l'émail mûri.
• À mesure que l'émail mûrit et se solidifie avant que les dents n'émergent des gencives, un matériau de type ferrihydrite contenant du fer se déplace dans la couche externe de l'émail, occupant des espaces vides entre les cristaux d'hydroxyapatite contenant du calcium.
• La microstructure de l'émail riche en fer contient des poches allongées de taille nanométrique remplies de petites quantités de matériau de type ferrihydrite, qui contribuent à la résistance aux acides, même si les poches remplies représentent moins de 2 % du volume de l'émail riche en fer. émail.
• Bien que ces résultats suggèrent que différents types de rongeurs développent la couche externe d'émail riche en fer de la même manière, la profondeur de la couche varie selon les espèces, les souris ayant les couches les plus fines et les ragondins les couches les plus épaisses.
• Enfin, la couleur brun orangé intense des incisives des rongeurs ne provient pas des poches remplies de l'émail, comme on le pensait auparavant, mais d'une fine couche superficielle composée d'acides aminés aromatiques et de minéraux inorganiques.

Les chercheurs suggèrent que l’ajout de petites quantités de ferrihydrite ou d’autres minéraux de fer biocompatibles incolores aux produits de soins dentaires pourrait fournir une protection exceptionnelle à l’émail des dents humaines. De plus, l'incorporation de petites quantités d'hydroxydes de fer dans l'émail synthétique pourrait produire des restaurations plus durables pour les dents humaines.

Plus d'informations : Architecture ingénieuse et génération de coloration dans l'émail des dents de rongeurs, ACS Nano (2024). DOI :10.1021/acsnano.4c00578

Informations sur le journal : ACS Nano

Fourni par l'American Chemical Society