תכונה יוצאת דופן זו התגלתה בחומר שנמצא בליבת השן (דנטין) של דג הזאב האטלנטי (Anarhichas lupus) - דג בעל נשיכה חזקה במיוחד, שמסוגל לרסק טרף עם קליפה מסוידת עבה וקשיחה. החומר, הנקרא אוסטאודנטין, מתנהג באופן חריג: כשמפעילים עליו לחץ לאורך השן (כמו בזמן נשיכה) וכתוצאה כל השן מתכווצת מעט לאורכה, היא לא מתרחבת לצדדים כמו רוב החומרים, אלא מתכווצת גם לרוחב.
תופעה כזו, הקרויה אוקסטיסיטי (Auxeticity), נדירה מאוד בחומרים טבעיים, ובמיוחד ברקמות קשות ועשירות במינרלים כמו שיניים. חומרים מלאכותיים בעלי תכונה זו הינם מבוקשים מאוד בשל חוזקם המשופר ועמידותם בעומסים.
במחקר שהתפרסם בכתב העת Acta Biomaterialia, בהובלתו של פרופ' רון שחר מבית הספר קורט לרפואה וטרינרית של האוניברסיטה העברית, התגלה שהאוסטאודנטין בשיני דג הזאב האטלנטי מפגין אוקסטיות. זו הפעם הראשונה שמתועדת התנהגות כזו ברקמה שמכילה סידן (כמו שיניים ועצמות) של בעלי חוליות.
בניסוי שהביא לממצא זה, החוקרים הפעילו כוח על שיניים שלמות באופן שמדמה נשיכה טבעית של דג הזאב האטלנטי, בתוך המתקן האירופאי של קרינת סינכרוטרון (ESRF). הם מדדו את השינוי במבנה השן כתוצאה מהפעלת הכוח בדיוק של אלפית המילימטר בשלושה ממדים. שיניים משמונה דגים שונים נבדקו, ובכולן נמצא שלחומר ערכי יחס פואסון שלילים (מדד פיזיקלי שמתאר איך חומר מגיב לעומס) – בין מינוס 1 למינוס 2 – טווח שנראה לעתים רחוקות אפילו בחומרים מהונדסים.
כדי להבין מה גורם לכך, השתמשו החוקרים בהדמיה תלת-ממדית מתקדמת ברזולוציה גבוהה (מיקרו CT). הם מצאו שהסיבה נעוצה במבנה המיקרוסקופי של אוסטאודנטין: רשת צפופה של תעלות אנכיות זעירות (בקוטר 10-20 מיקרון) שעוברות מבסיס השן לכל אורכה ומתעקמות מעט סמוך להגעתן לחלקה העליון, כך שתהיינה ניצבות לפני השטח.
לדברי פרופ' שחר, המבנה הזה גורם לעמודי החומר שבין התעלות להתכופף פנימה בזמן לחץ - כך שהחומר מתכווץ במקום להתרחב. התוצאה היא שן שיכולה לעמוד בעומסים גדולים שוב ושוב, בלי להיסדק או להישבר. "הופתענו לגלות שרקמה מינרלית טבעית מתנהגת בצורה שכמעט לא קיימת בטבע", מסביר פרופ' שחר. "הארכיטקטורה הפנימית מאפשרת לשן לספוג עומסים כבדים בצורה בטוחה ויעילה – וממצא זה עשוי להוות השראה לפיתוח חומרים סינתטיים בעלי עמידות דומה".
החוקרים מעריכים שהתופעה אינה ייחודית דווקא לדג הזאב האטלנטי, וייתכן שתופיע גם במיני דגים נוספים שבשיניהם יש אוסטאודנטין. "מעבר להבנה טובה יותר של הדרך שבה שיניים מותאמות לעומסים קיצוניים, הממצא עשוי להציע כיוון חדש לפיתוח חומרים שמשלבים חוזק, עמידות לנזק וספיגת אנרגיה – תכונות חשובות ביישומים הנדסיים וביו־רפואיים", אומר פרופ' שחר.
