Зуби важко зламати завдяки їхнім незвичайним тонким структурам. Чому зуби такі міцні, хоча вони вкриті матеріалом, крихким як скло? Завдяки так званим «недосконалостям», а також іншим особливостям!

Наші зуби дивно міцні – вони зазвичай залишаються цілими навіть після десятиліть жування та кусання. Однак зовнішнє покриття, яке називається емаллю, хоча і є найтвердішою речовиною в організмі людини, за своєю крихкістю схоже на скло. Воно покриває основний матеріал зуба – жовтуватий дентин (слонова кістка складається з твердого дентину).¹ У чому секрет того, що емаль залишається цілою, незважаючи на свою крихкість?

У склі навіть найменша тріщина поширюється по всьому матеріалу. Однак нещодавні дослідження, під час яких на зуби людини та морської видри впливали вертикальним навантаженням, показали, що емаль має низку властивостей, які запобігають поширенню тріщин.²

Основна причина – це емалеві пучки, тріщиноподібні «дефекти» у місці з'єднання емалі з дентином, які виникають під час розвитку зуба. Вони знаходяться глибоко всередині зуба, тому захищені від карієсу. А тріщини стабілізуються завдяки «захисту від напруги» сусідніх емалевих пучків. [вчені вважають, що тріщиноподібні «дефекти» насправді допомагають зубу бути міцнішим, розподіляючи навантаження та запобігаючи поширенню справжніх великих тріщин – прим. перекл.] В одному звіті йдеться:

«Діючи разом, як ліс дрібних дефектів, пучки гальмують поширення тріщин, розподіляючи напруження між собою».³

Ще однією особливістю, що забезпечує стійкість до тріщин, є розташування емалевих призм, основних одиниць емалі. Призми перетинаються одна з одною по довжині з'єднання емалі та дентину до зовнішньої поверхні емалі, утворюючи «замок». [коли в емалі з'являється мікротріщина, вона намагається пройти крізь цю структуру. Але замість того, щоб легко розколоти зуб навпіл, тріщина, «вдаряючись» об переплетені емалеві призми, змушена постійно змінювати напрямок і зрештою втрачає енергію та зупиняється – прим. перекл.] Це також перешкоджає поширенню тріщин.

Нарешті, емаль не є статичним матеріалом, як скло, а динамічним. У міру розширення тріщини зуб самовідновлюється, заповнюючи простір органічним матеріалом, який склеює стінки тріщини й запобігає її подальшому розширенню.

У звіті робиться висновок:

«"Вперше було доведено, що загадкові особливості розвитку, такі як емалеві пучки, мають певне значення для функціонування зубів", – сказав дослідник Університету Джорджа Вашингтона Пол Константіно. "Розширенню тріщини також перешкоджає мікроструктура емалі, що нагадує "замок", і процес "самовідновлення", під час якого органічний матеріал заповнює тріщини, що простягаються від пучків, які самі по собі також закриваються органічною речовиною. Такий тип заповнення скріплює протилежні стінки тріщини, що запобігає подальшому розширенню тріщини"».

Це далеко не перший випадок, коли природа – або, точніше, Творець природи – дивує вчених надзвичайно міцними структурами, побудованими з крихких матеріалів^{4 5}