Zahnschmelz
Er ist beim Menschen bis zu 2,5 mm dick, besteht zu ca. 96 % aus Bioapatit und enthält keine lebenden Zellen.
Zahnschmelz wird in der Kindheit und Jugend mineralisiert und bleibt zeitlebens ohne aktiven Stoffwechsel und systematischen Umbau bestehen. Die Schmelzbildung beginnt jeweils an der Schmelz-Dentingrenze des höchsten Punktes der Zahnkrone und schreitet dann nach außen und in Richtung Zahnwurzel voran. Die Schmelzbildung beginnt als organische Matrix, die durch die Einlagerung von Bioapatit zunehmend mineralisiert wird.
Die Anlage des menschlichen Gebisses beginnt insgesamt noch vor der Geburt und verläuft über die gesamte Kindheit, zeitlich nach den Arten der Zähne gestaffelt bis ins Jugendalter. Bezüglich ihrer Mineralisationszeiträume lassen sich folgende Gruppen von Zähnen unterscheiden:
- Milchzähne: im Mutterleib bis erstes Lebensjahr nach der Geburt
- Erster Dauermolar: ca. Geburt bis 3. Lebensjahr
- Frontzähne: 1. bis 5. Lebensjahr
- Eckzähne: 1. bis 7. Lebensjahr
- 2. Dauermolar, Prämolare: 2./3. – 6./7. Lebensjahr
- 3. Dauermolar (Weisheitszahn): ca. 7. – 14. tw. bis 18. Lebensjahr
Während dieser Zeiten werden über die Nahrung und das Trinkwasser Haupt- und Spurenelemente aufgenommen und in die Kristallstruktur des Bioapatits des Zahnschmelzes eingelagert. Eine gezielte Auswahl der Zahnkronen für Element- und Isotopenanalysen ermöglicht es, Informationen zur Ernährung und Mobilität aus den jeweils repräsentierten Abschnitten der Kindheit zu vergleichen bzw. zeitlich aufgelöst über die Kindheit einzelner Individuen hinweg zu betrachten. Die Bildungszeiträume der Zahnkronen sollten deshalb bei der Probenauswahl für bioarchäometrische Analysen Berücksichtigung finden.
Probenbeschaffenheit
Für Element- und Isotopenanalysen an Zahnschmelz werden in der Regel komplette Zähne eingeschickt. Dabei ist auf eine möglichst gute Erhaltung des Schmelzes zu achten (Mindesthöhe bei Menschenzähnen 2-3 mm, keine überwiegenden Abplatzungen, wenn möglich keine kariösen Läsionen, Nutzungsspuren, epigenetischen Merkmale im zu beprobenden Bereich).
Für Strontium- und Sauerstoff-Isotopenanalysen wird während der Beprobung von Backenzähnen in der Regel der Schmelz von einem Höcker mit einem geraden Schnitt mittels einer Trennscheibe abgetrennt. Bei stärkerer Abrasion bzw. der Kombination verschiedener Analysearten kann die Beprobung auch auf einen zweiten Höcker ausgreifen.
Die Oberfläche und anhaftendes Dentin werden durch Fräsen entfernt und die Schmelzstücke anschließend in einem Achatmörser homogenisiert.
Typische Mengen an Zahnschmelzpulver für die Probenvorbereitung für Strontium- und Sauerstoff-Isotopenanalysen sind 10 – 12 mg. Für Sauerstoff-Isotopenanalysen ohne Vorreinigung genügt ca. 1 mg Material.