Твердая ткань относится к «нормальной» кальцинированной ткани и представляет собой ткань, которая минерализована и имеет прочный межклеточный матрикс . [1] Твердыми тканями человека являются кость , зубная эмаль , дентин и цемент . [2] Этот термин отличается от мягких тканей .
Кость — твердый орган , входящий в состав позвоночного скелета . Кости поддерживают и защищают различные органы тела, производят красные и белые кровяные тельца , хранят минералы , а также обеспечивают подвижность. Костная ткань представляет собой разновидность плотной соединительной ткани . Кости бывают самых разных форм и размеров и имеют сложную внутреннюю и внешнюю структуру. Они легкие, но прочные и твердые и выполняют множество функций . Минерализованная костная ткань , или костная ткань, бывает двух типов – корковая и губчатая , что придает ей жесткость и кораллоподобную трехмерную внутреннюю структуру. Другие типы тканей, обнаруженные в костях, включают костный мозг , эндост , надкостницу , нервы , кровеносные сосуды и хрящи .
Кость – это активная ткань, состоящая из различных клеток. Остеобласты участвуют в создании и минерализации кости; остеоциты и остеокласты участвуют в реабсорбции костной ткани. Минерализованный матрикс костной ткани состоит из органического компонента, главным образом коллагена , и неорганического компонента костных минералов , состоящего из различных солей.
Эмаль является самым твердым веществом в организме человека и содержит самый высокий процент минералов, [3] 96%, остальное составляют вода и органические вещества. [4] Основным минералом является гидроксиапатит , который представляет собой кристаллический фосфат кальция . [5] Эмаль образуется на зубе во время его развития в десне, прежде чем он прорежется в ротовую полость. После полного формирования он не содержит кровеносных сосудов и нервов. Реминерализация зубов может в определенной степени устранить повреждение зуба, но повреждение, превышающее это, не может быть устранено организмом. Поддержание и восстановление зубной эмали человека является одной из основных задач стоматологии .
У людей толщина эмали на поверхности зуба варьируется, чаще всего она бывает самой толстой у бугра , до 2,5 мм, и самой тонкой на границе с цементом в области цементно-эмалевого соединения . [6]
В норме цвет эмали варьирует от светло-желтого до серовато-(голубовато-белого). По краям зубов, где под эмалью отсутствует дентин, цвет иногда имеет слегка синеватый оттенок. Поскольку эмаль полупрозрачна , цвет дентина и любого материала под эмалью сильно влияет на внешний вид зуба. Эмаль молочных зубов имеет более непрозрачную кристаллическую форму и поэтому выглядит белее, чем на постоянных зубах.
Большое количество минералов в эмали обуславливает не только ее прочность, но и хрупкость. [7] Зубная эмаль занимает 5-е место по шкале твердости Мооса и имеет модуль Юнга 83 ГПа. [5] Дентин, менее минерализованный и менее хрупкий, твердость 3–4, компенсирует эмаль и необходим в качестве опоры. [8] На рентгенограммах можно отметить различия в минерализации разных участков зуба и окружающего его пародонта; Эмаль кажется светлее, чем дентин или пульпа, поскольку она плотнее обоих и более рентгеноконтрастна . [9]
Эмаль не содержит коллагена, который содержится в других твердых тканях, таких как дентин и кость, но содержит два уникальных класса белков : амелогенины и эмалины . Хотя роль этих белков до конца не изучена, считается, что они помогают в развитии эмали, служа основой для формирования минералов, помимо других функций. [7] Когда эмаль созревает, она почти полностью теряет мягкие органические вещества. Эмаль бессосудистая, не имеет внутри себя иннервации и не обновляется, однако это не статичная ткань, поскольку она может претерпевать изменения минерализации. [10]
По весу дентин на 70% состоит из минерала гидроксиапатита , на 20% — из органического материала и на 10% — из воды. [9] Желтый на вид, сильно влияет на цвет зуба из-за полупрозрачности эмали . Дентин, менее минерализованный и менее хрупкий, чем эмаль, необходим для поддержки эмали. [11] Дентин оценивается примерно в 3 балла по шкале твердости минерала Мооса . [12]
Цемент немного мягче дентина и состоит примерно из 45–50% неорганического материала (гидроксиапатита) по весу и от 50 до 55% органического вещества и воды по весу. [13] Органическая часть состоит в основном из коллагена и протеогликанов . [14] Цемент бессосудистый, он получает питание за счет собственных клеток, расположенных в окружающей сосудистой периодонтальной связке . [9]
Цемент светло-желтого цвета, немного светлее дентина. Он имеет самое высокое содержание фтора среди всех минерализованных тканей. Цемент также проницаем для различных материалов. Он формируется непрерывно на протяжении всей жизни, поскольку откладывается новый слой цемента, сохраняющий целостность прикрепления по мере старения поверхностного слоя цемента. Цемент на концах корня окружает апикальное отверстие и может слегка заходить на внутреннюю стенку пульпового канала.