Tutkimus: Lumihiutaleiden syntymekanismi auttaa tutkijoita selvittämään hampaan kiilteen muodostumista

Uusi tutkimus tuo uuden näkökulman alalle, ja voi auttaa ymmärtämään evolutiivisia prosesseja, arvioi akatemiaprofessori Jukka Jernvall Helsingin yliopistosta.

Hammaskiille
Orangin hammas.
Orangin hammas. Jukka Jernvallin ryhmä / Helsingin yliopisto

Lumihiutaleiden syntymekanismi auttaa tutkijoita selvittämään hampaan kiilteen muodostumista, kertoo Helsingin yliopisto.

Fyysikot ja matemaatikot ovat käyttäneet klassista Stefanin yhtälöä tutkiessaan muun muassa lumihiutaleiden muodostumista. Helsingin yliopiston ja Aalto yliopiston poikkitieteellinen tutkimusryhmä on soveltanut samoja yhtälöitä hampaan kiilteen eritykseen.

Tuore tutkimus (siirryt toiseen palveluun)esittää laskennallisen mallin hampaan kiilteen eritystä sääteleville prosesseille. Tämä auttaa ymmärtämään, miten lajeilla kuten orangilla ja ihmisellä on varsin erilaiset hampaat.

Hammaskiille muodostuu pehmeänä, mutta valmiina se on kehon mineralisoitunein ja kovin osa. Kiilteen kovuus mahdollistaa hampaiden kestämisen koko yksilön elämän ajan, ja pidempäänkin koska hammasfossiilit ovat yleisimpiä löytöjä sukupuuttoon kuolleista lajeista. Valmis kiille ei uudistu joten kiilteen erittyminen on kriittinen askel hampaan muodon viimeistelyssä.

Tutkijat ehdottavat, että kiilteen muodostumista rajoittaa kiillettä erittävien solujen saamien ravinteiden erilainen kulkeutuminen hampaan eri osiin. Heidän kehittämä tietokonemalli pohjautuu samaan teoriaan kuin lumihiutaleiden kasvua simuloiva malli. Siinä jään sijaan kuvataan kiilteen matriksin eritystä.

– Samat fysiikan lait pätevät ja pystyvät kuvaamaan monimutkaisuuden lisääntymistä molemmissa systeemeissä, sanoo Teemu Häkkinen Aalto yliopistosta.

Tutkijat onnistuivat mallintamaan muun muassa ihmisen, orangin ja sian kiilteen muodot, vaikka nämä poikkeavat selkeästi toisistaan. Tutkijat totesivat simulaation toistavan koko prosessin, eikä ainoastaan lopullista pintamuotoa.

Kiilteen tutkimuksella on yli 100-vuotiset perinteet sekä paleontologiassa että lääketieteessä.

– Tämä uusi tutkimus tuo aivan uuden näkökulman alalle, ja voi auttaa ymmärtämään evolutiivisia prosesseja, mutta myös kiilteen kehityksessä tapahtuvia häiriöitä, kertoo Akatemiaprofessori Jukka Jernvall Helsingin yliopiston Biotekniikan instituutista.