最新記事

人体

ヒトの硬質化も凄い......「歯のエナメル質はなぜ硬いのか」解明される

2019年10月2日(水)17時45分
松岡由希子

ヒトの体の中で最も硬い組織、エナメル質の謎が解明される...... ChrisChrisW-iStock

<歯がこれほど丈夫なのはなぜか。エナメル質のユニークな構造にその秘密が潜んでいることが明らかとなった......>

歯冠の最表層にあるエナメル質はヒトの体の中で最も硬い組織で、モース硬度でダイヤモンドを10とした時の6-7の値で、水晶くらいの硬さがある。また、歯のエナメル質は、骨のように見えるが、生体組織ではなく、自己修復する能力もない。

そして、私たちは日々噛むたびにエナメル質に圧力をかけているが、生涯にわたって丈夫に保たれる。では、エナメル質がこれほど丈夫なのはなぜなのだろうか。エナメル質のユニークな構造にその秘密が潜んでいることが明らかとなった。

エナメル質結晶はきれいに整列していると考えられてきたが......

米ウィスコンシン大学マディソン校のプーパ・ギルバート教授らの研究チームは、先進的な画像技術を用いてヒトの歯のエナメル質結晶の構造を解明し、2019年9月26日、オープンアクセス誌「ネイチャーコミュニケーションズ」でその研究成果を発表した。これまでエナメル質結晶はきれいに整列していると考えられてきたが、この研究成果では、結晶に配向不整が認められた。

歯のエナメル質は、リン酸カルシウムの一種「ハイドロキシアパタイト」の細長いナノ結晶で構成されている。その小ささゆえ、これまでその構造を観察することはできなかったが、ギルバート教授は、自身が2012年に開発した画像技術「偏波依存イメージングコントラスト(PIC)マッピング」を用い、ナノ結晶の方向をビジュアル化することに成功した。

012-tooth-enamel-crystals-1.jpg

歯のエナメル質のPICマッピング Pupa Gilbert

エナメル質では「ハイドロキシアパタイト」のナノ結晶が「エナメル小柱」と「小柱間エナメル質(小柱間質)」として形成されるが、研究チームは、隣接し合うナノ結晶の間の結晶方位が異なることに気づいた。結晶方位差は1度から30度までであったという。

エナメル質の結晶方位差が重要な役割を果たしている

研究チームは、「隣接し合うエナメル質結晶の結晶方位差がエナメル質の強靱さにつながっているのではないか」との仮説のもと、噛むときに生じる圧力をコンピュータモデル化し、エナメル質の結晶構造を通じて亀裂がどのように伝播するか、シミュレーションした。その結果、結晶の方向が完全に揃っていると亀裂は界面をまっすぐに伝播し、約45度の結晶方位差がある場合も同様に亀裂がまっすぐに伝播した一方、結晶方位差を小さくすると亀裂がそれた。

Tooth enamel simulation

研究チームでは「エナメル質を丈夫にするメカニズムにおいて、エナメル質の結晶方位差が重要な役割を果たしている」と結論づけるとともに「その効果を最大化するうえで、1度から30度までの結晶方位差が最適なポイントなのかもしれない」と指摘している。

関連ワード

ニュース速報

ワールド

ザンビア、中国開銀と債務返済繰り延べで合意

ビジネス

ドイツ銀、第3四半期は黒字転換 投資銀行部門の見通

ビジネス

ソニー、営業利益予想を上方修正 ゲームや「鬼滅」効

ビジネス

コマツ、今期予想上方修正 中国の建機需要の強さ「想

MAGAZINE

特集:ドイツ妄信の罠

2020-11・ 3号(10/27発売)

良くも悪くも日本人が特別視する国家・ドイツ──歴史問題や政治、経済で本当に学ぶべき点は

人気ランキング

  • 1

    「ドイツは謝罪したから和解できた」という日本人の勘違い

  • 2

    女性との握手拒否で帰化認定が無効になった ドイツ

  • 3

    黒人プラスサイズのヌードを「ポルノ」としてインスタグラムが削除

  • 4

    毎年ネットで「三峡ダム決壊!」がバズる理由

  • 5

    ボイジャー2号が太陽系外の星間物質の電子密度の上昇…

  • 6

    米沿岸警備隊、西太平洋に巡視船配備へ 中国船の違…

  • 7

    新しい原子力エンジンで火星への到達時間が半減?

  • 8

    新型コロナウイルスは糖尿病を引き起こす? 各国で…

  • 9

    中国が極超音速ミサイルを配備、「能力の無駄遣い」…

  • 10

    キリスト教福音派で始まった造反がトランプの命取りに

  • 1

    世界が騒いだ中国・三峡ダムが「決壊し得ない」理由

  • 2

    スリランカが日本支援のライトレール計画を中止したのは......

  • 3

    決壊のほかにある、中国・三峡ダムの知られざる危険性

  • 4

    女性との握手拒否で帰化認定が無効になった ドイツ

  • 5

    中国・青島市で冷凍食品から新型コロナウイルスが検…

  • 6

    「ドイツは謝罪したから和解できた」という日本人の…

  • 7

    インドネシア大統領ジョコ、米国の哨戒機給油要請を…

  • 8

    菅首相、訪問先のインドネシアで500億円の円借款供与…

  • 9

    毎年ネットで「三峡ダム決壊!」がバズる理由

  • 10

    黒人プラスサイズのヌードを「ポルノ」としてインス…

  • 1

    世界が騒いだ中国・三峡ダムが「決壊し得ない」理由

  • 2

    スリランカが日本支援のライトレール計画を中止したのは......

  • 3

    韓国ネット民、旭日旗めぐりなぜかフィリピンと対立し大炎上に

  • 4

    日本学術会議は最後に大きな仕事をした

  • 5

    金正恩「女子大生クラブ」主要メンバー6人を公開処刑

  • 6

    習近平、中国海兵隊に号令「戦争に備えよ」

  • 7

    その数333基、世界一のダム輸出国・中国の「無責任」

  • 8

    注意喚起、 猛毒を持つふさふさの毛虫が米バージニア…

  • 9

    決壊のほかにある、中国・三峡ダムの知られざる危険性

  • 10

    中国のネットから消された「千人計画」と日本学術会…

PICTURE POWER

レンズがとらえた地球のひと・すがた・みらい

英会話特集 グローバル人材を目指す Newsweek 日本版を読みながらグローバルトレンドを学ぶ
日本再発見 シーズン2
CCCメディアハウス求人情報
定期購読
期間限定、アップルNewsstandで30日間の無料トライアル実施中!
Wonderful Story
メールマガジン登録
CHALLENGING INNOVATOR
売り切れのないDigital版はこちら
World Voice

MOOK

ニューズウィーク日本版別冊

絶賛発売中!

STORIES ARCHIVE

  • 2020年10月
  • 2020年9月
  • 2020年8月
  • 2020年7月
  • 2020年6月
  • 2020年5月