Modelowanie czaszek ssaków

Podczas ewolucji ssaki przystosowały się do różnych sposobów odżywiania. Te przystosowania żywnościowe są odzwierciedlone przez różnorodność morfologii czaszki i zębów. Związek pomiędzy siłami żucia a kształtem i wewnętrzną morfologią kości szczęk nie jest jasny, lecz może pomóc w rekonstrukcji zachowań żywieniowych wymarłych gatunków i lepszym zrozumieniu resorpcji kości wyrostka zębodołowego, która jest powszechną przyczyną utraty zębów w podeszłym wieku.

W tym kontekście, finansowany przez UE projekt "Examination of alveolar and trabecular morphology and how it relates to masticatory forces" (EAT) zbadał wewnętrzną morfologię szczęk różnych ssaków, aby wyjaśnić zależność między morfologią kości a siłami żucia.

Członkowie konsorcjum użyli wysokorozdzielczego obrazowania metodą mikrotomografii obliczeniowej do analizy morfologii szczęk rożnych gatunków ssaków, włączając w to ludzi, i zastosowali nowe metody analizy sieci beleczkowej i grubości otaczającej kości korowej. Użyto również obrazowania rezonansem magnetycznym i dynamicznego modelowania komputerowego, aby wygenerować szczegółowe modele narządu ruchu całej czaszki. Te modele zostały użyte do symulacji funkcji żucia i w do przewidywania dokładnego obciążenia zębów podczas żucia.

Dalsze prace zostały poświęcone wyjaśnieniu ortodontycznych ruchów zębów i roli włókien ozębnej (PDL) w przenoszeniu obciążenia z zębów na otaczające kości wyrostka zębodołowego. PDL jest włóknistą tkanką łączną, która wypełnia przestrzeń między korzeniem zęba a kością wyrostka zębodołowego. Naukowcy udowodnili przez modelowanie włóknistej struktury PDL, że kość wyrostka zębodołowego jest obciążona w sposób, który nie jest przewidziany przez obecne hipotezy mechaniki ortodontycznych ruchów zębów.

Reasumując, obserwacje projektu EAT dostarczają istotnych informacji o czynnościowych przystosowaniach narządu żucia do zwyczajów żywnościowych i mają wpływ na leczenie ortodontyczne. Wygenerowane zwierzęce modele biomechaniczne mogą zostać następnie zastosowane w badaniach nad zdrowiem zwierząt i pomóc ograniczyć wykorzystanie zwierzęcych modeli in vivo.