Зубы трудно сломать из-за необычных тонких структур. Почему зубы такие прочные, хотя они покрыты материалом, хрупким как стекло? Из-за так называемых «несовершенств», а также других особенностей!

Наши зубы удивительно прочные – они обычно остаются целыми даже после десятилетий жевания и кусания. Однако поверхностное покрытие, называемое эмалью, хотя и является самым твердым веществом в организме человека, по своей хрупкости похоже на стекло. Оно покрывает основной материал зуба – желтоватый дентин (слоновая кость состоит из твердого дентина).¹ В чем секрет того, что эмаль остается целой, несмотря на свою хрупкость?

В стекле даже самая маленькая трещина распространяется по всему материалу. Но недавние исследования, в ходе которых на зубы человека и морской выдры воздействовали вертикальной нагрузкой, показали, что эмаль обладает рядом свойств, которые предотвращают распространение трещин.²

Основная причина – это эмалевые пучки, трещиноподобные «дефекты» в месте соединения эмали с дентином, которые возникают во время развития зуба. Они находятся глубоко внутри зуба, поэтому защищены от кариеса. А трещины стабилизируются благодаря «защите от напряжения» соседних эмалевых пучков. [ученые считают, что трещиноподобные «дефекты» на самом деле помогают зубу быть более крепким, распределяя нагрузку и предотвращая распространение настоящих крупных трещин – прим. перев.] В одном отчете говорится:

«Действуя вместе, как лес мелких дефектов, пучки подавляют рост трещин, распределяя напряжение между собой».³

Еще одной особенностью, обеспечивающей устойчивость к трещинам, является расположение эмалевых призм, основных единиц эмали. Призмы перекрещиваются друг с другом по длине соединения эмали и дентина до внешней поверхности эмали, образуя «замок». [когда в эмали появляется микротрещина, она пытается пройти сквозь эту структуру. Но вместо того, чтобы легко расколоть зуб пополам, трещина «ударяясь» о переплетенные эмалевые призмы, вынуждена постоянно менять направление и в конце концов теряет энергию и останавливается – прим. перев.] Это также препятствует распространению трещин.

Наконец, эмаль не является статичным материалом, как стекло, а динамичным. По мере расширения трещины зуб самовосстанавливается, заполняя пространство органическим материалом, который склеивает стенки трещины и предотвращает ее дальнейшее расширение.

В отчете подводится итог:

«"Впервые было доказано, что загадочные особенности развития, такие как пучки эмали, имеют какое-то значение для функционирования зубов", – сказал исследователь Университета Джорджа Вашингтона Пол Константино. "Расширению трещины также препятствует микроструктура эмали, напоминающая «замок», и процесс "самовосстановления", при котором органический материал заполняет трещины, простирающиеся от пучков, которые сами по себе также закрываются органическим веществом. Такой тип заполнения скрепляет противоположные стенки трещины, что предотвращает дальнейшее расширение трещины"».

Это далеко не первый случай, когда природа – или, вернее, Создатель природы – удивляет ученых чрезвычайно прочными структурами, построенными из хрупких материалов^{4 5}