Entwicklung der Mineralisierung
Die Arbeitsgruppe Entwicklung der Mineralisierung untersucht die Zusammensetzung und Funktion von Zähnen und Knochen und konzentriert sich auf das Verständnis der Anordnung und mechanischen Anpassung von zwei komplementären Materialtypen: Zahn-Dentin und Nagetier-Knochenmaterial.
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Prinzipien des Verformungswiderstandes im menschlichen Zahndentin
Wir haben den Young-Modulus und das Poisson-Verhältnis der Apatit-Nanopartikel im Dentin bestimmt. Diese technischen Parameter definieren die elastischen mechanischen Eigenschaften, aus denen die Eigenschaften der Zähne (und Knochen) abgeleitet werden. Wir haben auch gezeigt, dass Eigenspannungen in die Nanostrukturen der Zähne eingebaut sind, die helfen, Risse zu stoppen oder zu verhindern, die in Richtung Pulpa eindringen. Kollagenfasern und Mineralpartikel sind stark miteinander verbunden und erhöhen die Festigkeit und Zähigkeit des Materials, was bei künstlichen Materialien noch nicht der Fall ist.
Typische menschliche Dentinmikrostruktur: a) Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von einer gebrochenen Wurzeloberfläche; mineralisierte Kollagenfasern (*) bilden eine Matrix, in der sich Tubuli (gepfeilt) befinden; Skalenbalken = 2 µm; b) Schematische Darstellung der idealisierten Dentinmikrostruktur, in der Tubuli (gelbe Hohlzylinder), die von der Pulpa nach außen ausstrahlen (nicht dargestellt), von Schichten aus mineralisierten Kollagenfasern (braune Stäbe, *) umgeben sind, die meist orthogonal zur Tubulusachse ausgerichtet sind.
