Batu tanaman mikroskopis dapat menyebabkan kerusakan permanen pada email gigi

Enamel gigi, zat terkeras dalam tubuh manusia, mungkin berisiko mengalami kerusakan secara bertahap dan tidak dapat dipulihkan akibat mengunyah sayuran.

Meskipun makanan nabati merupakan bagian penting dari pola makan sehat karena menyediakan serat, vitamin, dan mineral, tim peneliti internasional menemukan bahwa batu tanaman mikroskopis yang dikenal sebagai fitolit dapat menyebabkan kerusakan gigi seiring waktu, yang berpotensi menyebabkan kunjungan ke dokter gigi lebih sering.

Mereka mengembangkan daun buatan yang ditanamkan dengan partikel mikroskopis ini dan memasangnya pada perangkat yang mensimulasikan tekanan dan gerakan menggeser saat mengunyah sampel email gigi yang disediakan oleh ilmuwan lokal.

Menurut hasil percobaan yang diterbitkan dalam Journal of the Royal Society Interface, bahkan jaringan tanaman lunak menyebabkan kerusakan permanen pada enamel dan hilangnya mineral saat berinteraksi dengan enamel.

Merupakan hal yang umum bagi para arkeolog untuk menemukan sisa-sisa fosil gigi, karena gigi-gigi tersebut tetap terawat dengan sangat baik berkat kekerasan dan kekuatannya yang luar biasa, yang dapat melampaui bahan-bahan rekayasa modern terbaik.

Enamel gigi kuat tetapi juga rapuh, sehingga rentan terhadap degradasi mekanis akibat retakan, yang terjadi secara tiba-tiba saat kekuatan gigitan menyebabkan retakan mikro menyebar, dan keausan, hilangnya material secara perlahan selama bertahun-tahun.

Para ilmuwan telah melakukan penelitian ekstensif tentang bagaimana email gigi manusia rusak dan terkikis, apa penyebabnya, dan seberapa besar kekuatan yang dibutuhkan untuk menyebabkan retakan. Namun, satu area yang masih kurang dipahami adalah efek mikropartikel dari sumber eksternal, seperti debu atau makanan, pada email.

Fitolit adalah partikel silika mikroskopis yang terbentuk dalam jaringan banyak tanaman ketika akar mengambil silika terlarut dari tanah dan sistem vaskular menyimpannya di bagian lain tanaman.

Penelitian sebelumnya telah meneliti keausan email gigi yang disebabkan oleh fitolit tumbuhan, tetapi hasilnya seringkali tidak konsisten. Lebih lanjut, penelitian ini gagal memodelkan secara realistis bagaimana berbagai fitolit yang tertanam dalam jaringan lunak tumbuhan berinteraksi dengan email gigi selama proses mengunyah.

Dalam penelitian ini, para peneliti menciptakan daun buatan dari matriks polidimetilsiloksan (PDMS) yang ditanamkan dengan fitolit opalin yang berasal dari batang dan daun gandum.

Lembaran yang dihasilkan, serupa dalam ketebalan dan kekakuan dengan benda aslinya, kemudian dipasang pada suatu penyangga dan berulang kali disentuhkan dengan sampel gigi bungsu manusia yang sehat yang dikumpulkan dari dokter gigi untuk mensimulasikan geseran dan tekanan saat mengunyah.

Perubahan fisik dan kimia pada daun dan email gigi dianalisis menggunakan mikroskopi resolusi tinggi dan teknik spektroskopi.

Para ilmuwan telah menemukan bahwa meskipun fitolit sendiri rusak setelah paparan berulang, fitolit tetap memperburuk kerusakan yang ada pada email gigi dan mengurangi kandungan mineralnya.

Hasil yang tidak diharapkan adalah bahwa mekanisme keausan yang mendasarinya ditemukan bersifat kuasi-plastik atau deformasi permanen yang timbul dari kelemahan struktur mikroskopis email, bukan fraktur rapuh klasik.

Para peneliti percaya bahwa data baru tentang degradasi email dapat membantu ilmuwan lebih memahami pola makan, perilaku, pergerakan, dan habitat hewan, bertindak sebagai jembatan interdisipliner antara ilmu fisika dan biologi.