Wybrane przykłady wykorzystania mikroskopii sił atomowych w badaniach nano-struktury szkliwa – doniesienie wstępne¹

Mikroskop sił atomowych (AFM), skonstruowany w 1986 roku, umożliwia uzyskanie obrazu powierzchni ze zdolnością rozdzielczą rzędu wymiaru atomów. Zasada działania tego systemu wykorzystuje siły oddziaływań międzyatomowych, powstałych podczas skanowania igłą powierzchni badanej próbki. Prezentowana technika znajduje szczególne zastosowanie w badaniach struktury, własności i dynamiki biomateriałów.

Podstawy teoretyczne budowy systemu AFM oraz możliwości jego wykorzystania omówiono we wcześniejszej publikacji (1).

W badaniach dla potrzeb stomatologii mikroskopia sił atomowych wykorzystywana jest od niedawna. Pozwala ona śledzić złożone zjawiska zachodzące na pograniczu powierzchni zęba i środowiska jamy ustnej. Przewidywana wysoka czułość techniki AFM umożliwia ocenę zmian toczących się w tkankach na poziomie subklinicznym, pod wpływem wielu zjawisk chemicznych i fizycznych. Analiza przeglądu piśmiennictwa zachęciła autorów do podjęcia badań własnych z zastosowaniem techniki AFM. Celem pracy była prezentacja wybranych przykładów zastosowania mikroskopii sił atomowych (AFM) w ocenie struktury szkliwa ludzkiego.

Jako materiał do badań in vitro wykorzystano ludzkie zęby usunięte z różnych wskazań stomatologicznych. Zęby po ekstrakcji płukano pod bieżącą wodą, oczyszczano mechanicznie i przechowywano w roztworze wody destylowanej z dodatkiem kryształków tymolu. Oczyszczone i utrwalone zęby wykorzystywano do dalszych badań w postaci próbek szkliwa.

Przygotowano 15 próbek szkliwa (3 mm x 4 mm) zatopionych w sześciennych bloczkach akrylowych (Durabase), które następnie płukano w myjce ultradźwiękowej i szlifowano oraz polerowano papierem z ostatecznym nasypem ziarna 0,3 ?m. Widok przygotowanych próbek przedstawia rycina 1. Próbki podzielono na cztery grupy i poddano wybranym procedurom chemicznym i fizycznym. Wykaz procedur zastosowanych w poszczególnych grupach badawczych zestawiono w tabeli 1. W grupie A wykorzystano kontrolne próbki szkliwa prawidłowego. W grupie B uwzględniono próbki szkliwa prawidłowego, które na okres 24 h umieszczono w cieplarce, w temperaturze 37°C, w mieszaninie ludzkiej śliny. W grupie C znalazły się próbki, które po 24-godzinnej inkubacji w ludzkiej ślinie poddano działaniu preparatu wybielającego zawierającego 14% H₂O₂ (blend a med, Whitestrips Supreme) przez okres 30 minut. Grupa D zawierała próbki, na powierzchnie których aplikowano 60 ?l coca-coli na okres 3 min.