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

英、米との貿易協議に期待　合意近いとビジネス貿易相
2025.04.04

ワールド

トランプ氏、マスク氏は「素晴らしい」と擁護　いずれ
2025.04.04

ワールド

韓国憲法裁、尹大統領の罷免決定　直ちに失職
2025.04.04

ビジネス

先駆的な手法を一般化する使命感あり、必ず最後までや
2025.04.04
ニュース速報一覧
今、あなたにオススメ
MAGAZINE
特集：引きこもるアメリカ
特集：引きこもるアメリカ
2025年4月 8日号（4/ 1発売）

トランプ外交で見捨てられ、ロシアの攻撃リスクにさらされるヨーロッパは日本にとって他人事なのか？

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
    「最後の1杯」は何時までならOKか？...コーヒーと睡眠の「正しい関係」【最新研究】
  • 2
    【クイズ】日本の輸出品で2番目に多いものは何？
  • 3
    アメリカで「最古の銃」発見...いったい誰が何のために持ち込んだ？
  • 4
    中居正広は何をしたのか？　真相を知るためにできる…
  • 5
    5万年以上も前の人類最古の「物語の絵」...何が描か…
  • 6
    得意げに発表した相互関税はトランプのオウンゴール…
  • 7
    「ネイティブ並み」は目指す必要なし？　グローバル…
  • 8
    【クイズ】世界で最も「レアアースの埋蔵量」が多い…
  • 9
    アメリカから言論の自由が消える...トランプ「思想狩…
  • 10
    テスラが陥った深刻な販売不振...積極プロモも空振り…
  • 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？
  • 2
    自らの醜悪さを晒すだけ...ジブリ風AIイラストに「大はしゃぎ」する人に共通する点とは？
  • 3
    中居正広は何をしたのか？　真相を知るためにできる唯一の方法
  • 4
    ロシア空軍基地へのドローン攻撃で、ウクライナが「…
  • 5
    ガムから有害物質が体内に取り込まれている...研究者…
  • 6
    8日の予定が286日間に...「長すぎた宇宙旅行」から2…
  • 7
    磯遊びでは「注意が必要」...6歳の少年が「思わぬ生…
  • 8
    あまりにも似てる...『インディ・ジョーンズ』の舞台…
  • 9
    突然の痛風、原因は「贅沢」とは無縁の生活だった...…
  • 10
    なぜ「猛毒の魚」を大量に...アメリカ先住民がトゲの…
  • 1
    中国戦闘機が「ほぼ垂直に墜落」する衝撃の瞬間...大爆発する機体の「背後」に映っていたのは？
  • 2
    「さようなら、テスラ...」オーナーが次々に「売り飛ばす」理由とは？
  • 3
    「一夜にして死の川に」 ザンビアで、中国所有の鉱山ダムから有毒の水が流出...惨状伝える映像
  • 4
    テスラ失墜...再販価値暴落、下取り拒否...もはやス…
  • 5
    「今まで食べた中で1番おいしいステーキ...」ドジャ…
  • 6
    市販薬が一部の「がんの転移」を防ぐ可能性【最新研…
  • 7
    テスラ販売急減の衝撃...国別に見た「最も苦戦してい…
  • 8
    「テスラ時代」の崩壊...欧州でシェア壊滅、アジアで…
  • 9
    テスラの没落が止まらない...株価は暴落、業績も行き…
  • 10
    【クイズ】世界で最も「レアアースの埋蔵量」が多い…
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