Почему зубная эмаль такая твёрдая

Зубы кажутся чуть ли не единственным, что остаётся от человека через тысячу лет. И это не случайность. Эмаль действительно самый твёрдый материал в организме, твёрже костей. Но при всей своей прочности она хрупкая и не восстанавливается. Почему так вышло?

Всё дело в минеральном составе и в том, как этот минерал уложен. Разберём без формул и сложных терминов, откуда берётся твёрдость и почему даже она не спасает от кариеса.

Что делает её такой прочной

Эмаль на 96 процентов состоит из неорганического минерала под названием гидроксиапатит. Это соединение кальция и фосфора, которое встречается и в костях, но в эмали его концентрация гораздо выше. Остальные несколько процентов приходятся на воду и органические вещества.

Эмалевые призмы идут от поверхности зуба к дентину

Сам по себе гидроксиапатит не уникален. Уникально то, как он организован. Кристаллы минерала собраны в тонкие длинные пучки, которые называют эмалевыми призмами. Эти призмы идут от поверхности зуба к его основанию, плотно прилегая друг к другу. Такая структура напоминает частокол, где каждый элемент держится за счёт соседей.

Почему кость мягче

Кость тоже содержит гидроксиапатит, но её кристаллы меньше и расположены иначе. В кости есть живые клетки, кровеносные сосуды и коллагеновые волокна, которые делают её упругой, но снижают твёрдость. Эмаль же почти лишена органики, поэтому она твёрже, но и более хрупкая.

Эта хрупкость компенсируется подложкой из дентина. Дентин мягче эмали, он амортизирует нагрузку при жевании. Если бы зуб был целиком из эмали, он бы легко раскалывался.

Почему эмаль не восстанавливается

Эмаль формируется особыми клетками амелобластами ещё до прорезывания зуба. Когда зуб появляется во рту, эти клетки отмирают. Поэтому повреждённая эмаль не может отрасти заново, как кость после перелома. Организм может лишь немного укрепить её за счёт минералов из слюны, но восполнить утраченное не в силах.

Кислота разрушает кристаллы гидроксиапатита

Отсюда и главная уязвимость. Твёрдость не защищает от кислот, которые вырабатывают бактерии. Кислота вымывает кальций из кристаллов, и эмаль становится пористой. Этот процесс называется деминерализацией и ведёт к кариесу.