Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Partikel aus kristallinem Quarz schleifen Zähne ab

09.01.2013
Studie stellt Aussagekraft von Zahnverschleiß zu Ernährungsgewohnheiten ausgestorbener Arten in Frage

Der Zahnverschleiß mit Mustern winzigster Spuren auf abgenutzten Zahnoberflächen hilft Wissenschaftlern, die Ernährungsweise fossiler Säugetiere, einschließlich unserer menschlichen Vorfahren, besser zu verstehen. Mithilfe der Nanoforschung konnte ein internationales Forscherteam unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig jetzt einige der Gründe für den Zahnverschleiß aufdecken.


Zahnoberfläche mit zwei großen Abschürfungen (dunkelblaue Linien) durch Quarz-Partikel.
Peter Lucas, Kuwait University

Die Forscher fanden heraus, dass Quarz-Staub hauptverantwortlich für die Abnutzung von Zahnschmelz ist. In pflanzlichen Nahrungsstoffen enthaltene Silica-Phytolithe hingegen verursachen zwar einen Abrieb am Zahnschmelz, verschleißen dessen Oberfläche aber nur geringfügig. Den neuen Ergebnissen zufolge müssen Wissenschaftler neu überdenken, was Zahnverschleiß tatsächlich über die Ernährungsgewohnheiten von Säugetieren verraten kann.

Weiterhin zeigen die Analysen, dass sich Umweltfaktoren wie Dürren und Staubstürme stark auf die Lebensdauer der Zähne auswirken. Die ostafrikanischen Homininen könnten dabei ganz besonders unter Staubstürmen und Partikeln gelitten haben, die von der Arabischen Halbinsel nach Afrika getragen wurden.

Die Forschungsergebnisse der Leipziger Forscher zeigen: Hauptursache für den physischen Verschleiß der Zähne von Säugetieren sind extrem harte Partikel aus kristallinem Quarz, die in vielen Teilen der Welt im Boden vorkommen. Um dies nachzuweisen, trugen die Forscher einzelne Partikel auf abgeflachte Titaniumstäbe auf und strichen damit über flache Zahnschmelz-Oberflächen, wobei sie die Krafteinwirkung dokumentierten. Quarzpartikel schürften bereits bei extrem geringer Krafteinwirkung Teile des Zahnschmelzes ab, wenn sie in hoher Zahl vorkamen. Bereits durch ein einmaliges Zubeißen können diese Partikel einen Großteil der Zahnoberfläche abschleifen.

Im Gegensatz dazu verursachen versteinerte Überreste von Pflanzen, sogenannte Phytolithe, unter denselben Bedingungen zwar winzige Einkerbungen, es wurde jedoch kein Gewebe abgetragen. Der Effekt der wesentlich weicheren Phytolithe ähnelt dem eines Fingernagels, der Druck auf eine Tischplatte aus Weichholz ausübt. Diese Art Markierung bzw. Abrieb ist sichtbar, ist aber rein kosmetischer Natur. Amanda Henry vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie stellte Phytolithe, für die Studie zur Verfügung und wirkte bei der Interpretation der Untersuchungsergebnisse mit: „Diese Studie zeigt, dass Phytolithe sich auf den Verschleiß der Zähne auswirken, jedoch auf eine andere Art und Weise als bisher angenommen.“

Eine von Tony Atkins von der University of Reading in Großbritannien neu entwickelte Theorie zum Zahnverschleiß beschreibt genau, welche geometrischen und materiellen Voraussetzungen vorhanden sein müssen, um ein Abschürfen einerseits bzw. einen Abrieb andererseits zu verursachen. „Bisher war die entscheidende Bedeutung der Bruchfestigkeit nicht in Verschleißanalysen eingeflossen“, sagt Atkins. Der Leiter der Studie, Peter Lucas von der Kuwait University, ergänzt: „Wir sind bei der Verschleißanalyse sehr viel weiter gekommen als frühere Studien, weil wir erkannt haben, dass wir „kleiner“ denken müssen: im Nanomaßstab. Nur dann ist der Unterschied zwischen einem relativ harmlosen Abrieb und den Partikel-Kontakten, bei denen Zahngewebe abgeschürft wird, deutlich erkennbar.“ Die Wissenschaftler konnten mithilfe der Nanoanalysen zwischen solchen Markierungen unterscheiden, die durch Quarz-Staub, Pflanzen-Phytolithe oder durch Reibung von winzigen Emaille-Fragmenten gegen größere Emaille-Stücke entstanden sind.

Originalpublikation:
Lucas PW, Omar R, Al-Fadhalah K, Almusallam AS, Henry AG, Michael S, Arockia Thai L, Watzke J, Strait DS & Atkins AG.
Mechanisms and causes of wear in tooth enamel: implications for hominin diets
Journal of the Royal Society Interface, veröffentlicht online am 9. Januar 2013
Ansprechpartner:
Dr. Amanda Henry
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
Telefon: +49 341 3550-381
E-Mail: amanda_henry@­eva.mpg.de
Prof. Peter W. Lucas
Faculty of Dentistry
Kuwait University
Telefon: +96 56 071-8665
E-Mail: peter.l@­hsc.edu.kw

Dr Harald Rösch | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Mikroplastik in Kosmetik
16.11.2018 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

nachricht Laterale Hemmung hält ähnliche Erinnerungen auseinander
02.11.2018 | Institute of Science and Technology Austria

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erste Diode für Magnetfelder

Innsbrucker Quantenphysiker haben eine Diode für Magnetfelder konstruiert und im Labor getestet. Das von den Forschungsgruppen um den Theoretiker Oriol Romero-Isart und den Experimentalphysiker Gerhard Kirchmair entwickelte Bauelement könnte eine Reihe neuer Anwendungen ermöglichen.

Elektrische Dioden sind wichtige elektronische Bauteile, die elektrischen Strom in eine Richtung leiten, die Stromleitung in der anderen Richtung aber...

Im Focus: First diode for magnetic fields

Innsbruck quantum physicists have constructed a diode for magnetic fields and then tested it in the laboratory. The device, developed by the research groups led by the theorist Oriol Romero-Isart and the experimental physicist Gerhard Kirchmair, could open up a number of new applications.

Electric diodes are essential electronic components that conduct electricity in one direction but prevent conduction in the opposite one. They are found at the...

Im Focus: Millimeterwellen für die letzte Meile

ETH-Forscher haben einen Modulator entwickelt, mit dem durch Millimeterwellen übertragene Daten direkt in Lichtpulse für Glasfasern umgewandelt werden können. Dadurch könnte die Überbrückung der «letzten Meile» bis zum heimischen Internetanschluss deutlich schneller und billiger werden.

Lichtwellen eigenen sich wegen ihrer hohen Schwingungsfrequenz hervorragend zur schnellen Übertragung von Daten.

Im Focus: Nonstop-Transport von Frachten in Nanomaschinen

Max-Planck-Forscher entdecken die Nanostruktur von molekularen Zügen und den Grund für reibungslosen Transport in den „Antennen der Zelle“

Eine Zelle bewegt sich ständig umher, tastet ihre Umgebung ab und sendet Signale an andere Zellen. Das ist wichtig, damit eine Zelle richtig funktionieren kann.

Im Focus: Nonstop Tranport of Cargo in Nanomachines

Max Planck researchers revel the nano-structure of molecular trains and the reason for smooth transport in cellular antennas.

Moving around, sensing the extracellular environment, and signaling to other cells are important for a cell to function properly. Responsible for those tasks...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Podiumsdiskussion zur 11. Internationalen MES-Tagung in Hannover hochkarätig besetzt

21.11.2018 | Veranstaltungen

Hüftprothese: Minimalinvasiv oder klassisch implantieren? Implantatmodell wichtiger als OP-Methode

21.11.2018 | Veranstaltungen

Personalisierte Implantologie – 32. Kongress der DGI

19.11.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Blick auf molekulare Prozesse

21.11.2018 | Physik Astronomie

Wechsel zu Carbon Infrarot-Strahlern von Heraeus halbiert die Trocknungszeit für Siebdruck auf T-Shirts

21.11.2018 | Energie und Elektrotechnik

Wie aus Staub Planeten entstehen

21.11.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics