Katalog

Dişin mineral yapısı aydınlandı Diş minesi, yüksek elastik büyüklüğe sahip, ama deforme olabilen bir kapsüle benzetildi. Dişin yapısal özelliklerinin nano ölçekli davranış haritaları çıkartıldı deformasyon haritalarında dişin anisotropisi, yani değişik eksenlerde dişin sergilediği malzeme özelliklerinin farklılığı görülmektedir. Örneğin, dişin yanağa bakan yüzünün mine ve dentinden oluşan kesitinin ortalama elastik büyüklüğü 3.5GPa iken, dile bakan yüzünde ortalama elastik büyüklük 9.7GPa oluyor. DİŞ MİNESİNİN TEPKİSİ Ayrıca, dişin sert ve yumuşak yiyeceğe verdiği yanıt, yumuşak yiyeceğin dişle temas ettiği alanın büyük olması, buna karşın sert yiyeceğin dişin sadece ufak bir bölgesiyle temasta olması nedeniyle farklılık gösteriyor (Şekil 2a). Deneyler sonucunda elde edilen bulgular, dişin yapısal özelliklerinin sergilenmesi açısından çok ilginç: sert yiyecek deneylerinde diş minesinde daha çok dönme (rotasyon) hareketi olduğu (Şekil 2b), yumuşak yiyecek deneylerindeyse diş etine yakın bir bölgede yüksek stres oluştuğu görülüyor ki, bunun Dişi oluşturan mine diş hastalıklarının çoğunve dentin, yapıları lukla başladığı noktada olfarklı malzemeler ması oldukça çarpıcı bir olgu. olmalarına rağmen Deneylerde minimum birlikte çok başarılı miktarda hareketin görülbir şekilde düğü bir başka nokta var çalışmaktalar. ki, bu da iki dişin birbirlerine temas ettikleri noktaya denk geliyor; yani, bu özellik çiğneme sırasında dişi korumaya yarıyor (Şekil 2c). Bu özellikleriyle diş, uygulanan yükü yapısına zarar vermeden dağıtabilmek üzere tasarlanmış akıllı bir kompozit malzeme. Örneğin, diş minesi ile dentin bölgesi arasında bulunan yumuşak doku hem mineye hem de dentine göre daha çok deforme olarak şoku adeta kendi içinde emiyor (Şekil 3). Bu çalışmaların sonucunda, dişin, malzeme özelliklerini bozmadan yükü dağıtmak amacıyla geliştirdiği birçok yapısal tasarımları olduğu; diş minesinin yüksek elastik büyüklüğe sahip, ama deforme olabilen bir kapsül olarak düşünülebileceği; çiğneme sırasında oluşan yükün büyük kısmının mine ile dentin arasındaki yumuşak bölgede deformasyona neden olduğu söylenebilir. Şekil 2. (a) Sert ve Yumuşak yiyeceğe dişin verdiği yanıt, (b) sert ve (c) yumuşak yiyecek deneylerinde görülen bağıl deplasman büyüklükleri W iezmann Enstitüsü Yapısal Biyoloji Bölümü’nden Prof. Steve Weiner Boğaziçi Üniversitesi BiyoMedikal Mühendisliği Enstitüsü’nün davetlisi olarak "Dişin Deformasyonu" başlıklı bir konuşma yaptı. Biyomineralizasyon, minerallerin organizmalarca oluşturulması konusunda uzman olan Weiner, On Biomineralization adlı kitabın eşyazarı. Weiner ve arkadaşlarının uzun vadeli amacı, biyomineralizasyonun değişik organizmalarca kullanılan mekanizmalarını ve mineralize olmuş dokuların yapıişlev ilişkilerini anlamak. Bu amaçla, kontrollü mineral oluşumunu mollusk, ekinoderm, süngerler, bitkiler ve omurgalılar üzerinde yapıişlev ilişkisi, matriks biyokimyası ve doğal dokuların mineral süreçleri açısından inceleyerek, biyolojik mekanizmaları aydınlatacak invitro deneyler yapıyorlar. Dünyada organizmalarca oluşturulan yaklaşık 70 farklı mineral çeşidi bulunuyor. Bu mineraller genetik olarak belirlenmiş karmaşık şekilleri alarak ve çoğunlukla dizinler oluşturarak organizmanın ekzo ve endo iskeletlerinin mekanik görevŞekil 3. Dentin ve mine arasındaki bölgenin deformasyonu lerinin yerine getirilmesi, organizmanın dünyanın manyetik alanında ilerlemesi, yer çekimi alanında doğrultusunu bulması, geçici depolama yapabilmesi, yumuşak dokuların şertleşmesi, vs. gibi farklı işlevleri yerine getirmekteler. Mineralize olmuş dokular sıklıkla mekanik işlevleri olan grift hiyerarşik yapılar oluşturuyor. Dişler ve kemikler zorlu mekanik görevler yerine getirmek zorunda. Bu nedenle bu organların yapıişlev ayarları doğa tarafından hassasiyetle yapılıyor. AKILLI MALZEME OLARAK DİŞ Dişi oluşturan mine ve dentin, yapıları farklı malzemeler olmalarına rağmen birlikte çok başarılı bir şekilde çalışmaktalar. Diş minesinin çubuk demetleri halindeki kristallerinin ağırlığının %1’i organik maddeden oluşmaktayken, dentin, ağırlığının %20’sini oluşturan kolajen fibrillerinin içinde katmanlar halinde düzenlenmiş küçük kristal plakalardan oluşur. Diş minesinin ve dentinin içerdikleri maddeler dişin farklı bölgelerinin malzeme özelliklerinin de birbirlerinden farklılaşmasını sağlar. Dişin dikey kesitinin değişik noktalarında, sertlik minede yüksek, minedentin birleşim noktasında düşük, dentin bölgesinde sertlik yeniden artıyor. İnsan dişinin yapı–işlev ilişkisi ve çiğneme sırasında dişin maruz kaldığı basma kuvveti karşısında oluşan deformasyon ve gerinim haritası, holografik yöntemler ve Benek Örüntü Girişim Ölçer (ESPI) kullanarak nanometrik çözünürlükte görüntülenebiliyor. Bu çalışmalar sonucunda dişin değişik noktalarındaki elastik büyüklüklerin aynı ya da simetrik olmadığı, 3 boyutlu olarak incelenen nanometrik CBT 1022/15 20 Ekim 2006 BİYOLOJİDİŞ