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。

次のページ動画解説はこちら
今、あなたにオススメ

関連ワード

ニュース速報

ワールド

欧州委員長、ＥＵの自立加速訴え　無法化する世界に備
2026.01.21

ビジネス

英バーバリー、年末商戦の販売が予想上回る　中国でＺ
2026.01.21

ワールド

中国、グリーンランド巡る米欧対立から距離　「影響力
2026.01.21

ワールド

中国、新しい在英大使館建設計画は関連法順守＝外務省
2026.01.21
ニュース速報一覧
今、あなたにオススメ
MAGAZINE
特集：「外国人問題」徹底研究
特集：「外国人問題」徹底研究
2026年1月27日号（1/20発売）

日本の「外国人問題」は事実か錯誤か？　7つの争点を国際比較で大激論

メールマガジンのご登録はこちらから。
人気ランキング
  • 1
    完全に「ホクロ」かと...医師も見逃した「皮膚がん」の写真がSNSで話題に、見分け方「ABCDEルール」とは？
  • 2
    ピラミッドよりも昔なのに...湖底で見つかった古代の船が明かす、古代の人々の「超技術」
  • 3
    中国のインフラ建設にインドが反発、ヒマラヤ奥地で国境問題が再燃
  • 4
    韓国が「モンスター」ミサイルを実戦配備　北朝鮮の…
  • 5
    「耳の中に何かいる...」海で男性の耳に「まさかの生…
  • 6
    「死ぬところだった...」旅行先で現地の子供に「超危…
  • 7
    【総選挙予測：自民は圧勝せず】立憲・公明連合は投…
  • 8
    飛行機よりラク？ ソウル〜釜山「110分」へ――韓国が…
  • 9
    世界初で日本独自、南鳥島沖で始まるレアアース泥試…
  • 10
    韓国『日本人無料』の光と影 ── 日韓首脳が｢未来志向…
  • 1
    【クイズ】韓国を抜いて1位に...世界で最も「出生率が低い」のはどこ？
  • 2
    上野公園「トイレ騒動」に見る、日本のトイレが「世界一危険」な理由
  • 3
    世界初で日本独自、南鳥島沖で始まるレアアース泥試掘の重要性　日本発の希少資源採取技術は他にも
  • 4
    ピラミッドよりも昔なのに...湖底で見つかった古代の…
  • 5
    韓国『日本人無料』の光と影 ── 日韓首脳が｢未来志向…
  • 6
    正気を失った？──トランプ、エプスタイン疑惑につい…
  • 7
    「高額すぎる...」ポケモンとレゴのコラボ商品に広が…
  • 8
    世界最大の埋蔵量でも「儲からない」？ 米石油大手が…
  • 9
    中国のインフラ建設にインドが反発、ヒマラヤ奥地で…
  • 10
    【銘柄】「住友金属鉱山」の株価が急上昇...銅の高騰…
  • 1
    【クイズ】世界で最も「レアアースの埋蔵量」が多い国はどこ？【2025年の話題クイズ5選】
  • 2
    90代でも元気な人が「必ず動かしている体の部位」とは何か...血管の名医がたどり着いた長生きの共通点
  • 3
    ウクライナ水中ドローンが、ロシア潜水艦を爆破...「史上初の攻撃成功」の裏に、戦略的な「事前攻撃」
  • 4
    アジアの豊かな国ランキング、日本は6位──IMF予測
  • 5
    中国製防空レーダーは米軍のベネズエラ攻撃に屈した─…
  • 6
    【クイズ】世界で唯一「蚊のいない国」はどこ？【202…
  • 7
    「腸が弱ると全身が乱れる」...消化器専門医がすすめ…
  • 8
    『SHOGUN 将軍』の成功は嬉しいが...岡田准一が目指…
  • 9
    【クイズ】本州で唯一「クマが生息していない県」は…
  • 10
    前進するロシア、忍び寄る限界...勝者に見えるプーチ…
トランプ2.0記事まとめ
Real
CHALLENGING INNOVATOR
Wonderful Story
MOOK
ニューズウィーク日本版別冊
ニューズウィーク日本版別冊

好評発売中