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

ビジネス

ＡＮＡ、国内線の一部で欠航や遅延　エアバス機の改修
2025.11.29

ワールド

アングル：平等支えるノルウェー式富裕税、富豪流出で
2025.11.29

ワールド

ヒズボラ指導者、イスラエルへの報復攻撃を示唆　司令
2025.11.29

ワールド

「オートペン」使用のバイデン氏大統領令、全て無効に
2025.11.29
ニュース速報一覧
今、あなたにオススメ
MAGAZINE
特集：ガザの叫びを聞け
特集：ガザの叫びを聞け
2025年12月 2日号（11/26発売）

「天井なき監獄」を生きるパレスチナ自治区ガザの若者たちが世界に向けて発信した10年の記録

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
    7歳の息子に何が？ 学校で描いた「自画像」が奇妙すぎた...「心配すべき？」と母親がネットで相談
  • 2
    100年以上宇宙最大の謎だった「ダークマター」の正体を東大教授が解明？　「人類が見るのは初めて」
  • 3
    128人死亡、200人以上行方不明...香港最悪の火災現場の全貌を米企業が「宇宙から」明らかに
  • 4
    【クイズ】世界遺産が「最も多い国」はどこ？
  • 5
    【寝耳に水】ヘンリー王子＆メーガン妃が「大焦り」…
  • 6
    「攻めの一着すぎ？」 国歌パフォーマンスの「強めコ…
  • 7
    子どもより高齢者を優遇する政府...世代間格差は5倍…
  • 8
    【最先端戦闘機】ミラージュ、F16、グリペン、ラファ…
  • 9
    エプスタイン事件をどうしても隠蔽したいトランプを…
  • 10
    香港大規模火災で市民の不満噴出、中国の政治統制強…
  • 1
    インド国産戦闘機に一体何が？　ドバイ航空ショーで墜落事故、浮き彫りになるインド空軍の課題
  • 2
    膝が痛くても足腰が弱くても、一生ぐんぐん歩けるようになる！筋トレよりもずっと効果的な「たった30秒の体操」〈注目記事〉
  • 3
    マムダニの次は「この男」？...イケメンすぎる「ケネディの孫」の出馬にSNS熱狂、「顔以外も完璧」との声
  • 4
    海外の空港でトイレに入った女性が見た、驚きの「ナ…
  • 5
    ポルノ依存症になるメカニズムが判明！　絶対やって…
  • 6
    【最先端戦闘機】ミラージュ、F16、グリペン、ラファ…
  • 7
    老後資金は「ためる」より「使う」へ──50代からの後…
  • 8
    AIの浸透で「ブルーカラー」の賃金が上がり、「ホワ…
  • 9
    7歳の息子に何が？ 学校で描いた「自画像」が奇妙す…
  • 10
    「髪形がおかしい...」実写版『モアナ』予告編に批判…
  • 1
    【クイズ】本州で唯一「クマが生息していない県」はどこ？
  • 2
    東京がニューヨークを上回り「世界最大の経済都市」に...日本からは、もう1都市圏がトップ10入り
  • 3
    一瞬にして「巨大な橋が消えた」...中国・「完成直後」の橋が崩落する瞬間を捉えた「衝撃映像」に広がる疑念
  • 4
    「不気味すぎる...」カップルの写真に映り込んだ「謎…
  • 5
    【写真・動画】世界最大のクモの巣
  • 6
    高速で回転しながら「地上に落下」...トルコの軍用輸…
  • 7
    「999段の階段」を落下...中国・自動車メーカーがPR…
  • 8
    【クイズ】クマ被害が相次ぐが...「熊害」の正しい読…
  • 9
    まるで老人...ロシア初の「AIヒト型ロボット」がお披…
  • 10
    「髪形がおかしい...」実写版『モアナ』予告編に批判…
トランプ2.0記事まとめ
日本再発見 シーズン2
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