Naukowcy opracowują zmiennokształtne mikroroboty mogące szczotkować i nitkować

Search Dental Tribune

Naukowcy opracowują zmiennokształtne mikroroboty mogące szczotkować i nitkować

E-Newsletter

The latest news in dentistry free of charge.

  • This field is for validation purposes and should be left unchanged.
Naukowcy z USA opracowali niedawno system mikrorobotyczny niewymagający użycia rąk, składający się z nanocząsteczek, które mogą nie tylko szczotkować, ale także nitkować i płukać zęby w jednym kroku, pomagając skutecznie eliminować biofilm z zębów. (Zdjęcie: cybrain/Shutterstock)

PHILADELPHIA, Pensylwania, USA: Dobra rutyna higieny jamy ustnej wymaga sprawności manualnej i może być trudna dla osób starszych i osób niepełnosprawnych. Jednak naukowcy z USA opracowali niedawno mikrorobotyczny system niewymagający użycia rąk, który może szczotkować, nitkować i płukać zęby, a także leczyć i usuwać bakterie powodujące próchnicę.

W swoim badaniu weryfikującym koncepcję, multidyscyplinarny zespół naukowców z School of Dental Medicine oraz School of Engineering and Applied Science na University of Pennsylvania opracował roboty przystosowane do topografii powierzchni, wykonane z nanocząstek tlenku żelaza, które mają dwie unikalne właściwości. Po pierwsze, są magnetyczne, co pozwala na manipulowanie ich ruchem i kontrolowaniem ich konfiguracji w celu uzyskania różnych kształtów, w tym jednego przypominającego włosie i innego przypominającego nici dentystyczne. Po drugie, są katalityczne i dzięki temu mogą aktywować nadtlenek wodoru, tworząc płyn do płukania przeciwbakteryjnego, który może natychmiast zabić szkodliwe bakterie jamy ustnej i degradować biofilm.

„Wyobraź sobie osoby z niepełnosprawnością fizyczną i medyczną lub osoby starsze, które nie mają sprawności manualnej w szczotkowaniu i nitkowaniu zębów. Jest to główna niezaspokojona potrzeba pomocy w opiece zdrowotnej jamy ustnej”, powiedział współautor prof. Hyun Michel Koo z Wydziału Ortodoncji w Penn Dental Medicine, powiedział Dental Tribune International (DTI).

Przerywanie technologii szczotkowania

Omawiając motywację do badania, prof. Koo powiedział DTI, że oprócz ułatwienia szczotkowania zębów osobom starszym lub niepełnosprawnym, naukowcy dążyli do rozwoju technologii szczotkowania. „Konstrukcja szczoteczki do zębów, zasadniczo „włosia na patyku”, pozostała stosunkowo niezmieniona od wieków. Wymaga obsługi manualnej i zręczności i nie jest w pełni skuteczny. To technologia, która nie została zakłócona od dziesięcioleci”.

Zrobotyzowany system można dostosować do własnych potrzeb, co oznacza, że ​​sztywność i długość włosia można łatwo kontrolować, aby włosie było wystarczająco twarde, aby usunąć biofilm, ale wystarczająco miękkie, aby uniknąć uszkodzenia dziąseł. Dodatkowo system może dostosowywać się do unikalnej topografii zębów danej jamy ustnej. Zrobotyzowana szczotka może rozciągać się, przesuwać różnymi ruchami i poruszać się tam iz powrotem w przestrzeni.

Tworząc rodniki hydroksylowe w obecności nadtlenku wodoru (H2O2), nanocząsteczki, które mają również właściwości magnetyczne, mogą skutecznie usuwać płytkę nazębną. (Zdjęcie: Min Jun Oh/Penn Dental Medicine)

„Wszystkie te cechy razem zapewniają niezwykłą zdolność do czyszczenia zębów wokół krawędzi dziąsła, między zębami i innymi trudno dostępnymi obszarami, co prowadzi do całkowitego usunięcia płytki nazębnej” – wyjaśnił prof. Koo.

W świetle tej przełomowej innowacji naukowcy są przekonani, że system „zakłóci obecne metody i znacznie poprawi opiekę zdrowotną jamy ustnej”.

Naukowcy pracują obecnie nad dalszą optymalizacją ruchów robotów i wprowadzeniem innowacji do klinik stomatologicznych. Jedną z dostępnych opcji byłoby dostarczanie mikrorobotów do ust pacjentów za pomocą urządzeń dopasowujących do ust.

Zastosowania poza stomatologią

Prof. Koo zauważył, że elastyczność systemu pozwala na zastosowanie go w różnych warunkach, w tym w leczeniu infekcji endodontycznych i dezynfekcji kanałów korzeniowych. Dodatkowo system oferuje aplikacje wykraczające poza stomatologię. „Mikroroboty można dostosować do usuwania biofilmów infekujących urządzenia medyczne, takie jak implanty ortopedyczne i cewniki, lub te zatykające wodociągi i zanieczyszczające inne powierzchnie” – podsumował prof. Koo.

Badanie zatytułowane “Surface topography-adaptive robotic superstructures for biofilm removal and pathogen detection on human teeth” zostało opublikowane online w dniu 28 czerwca 2022 r. w ACS Nano, przed włączeniem do wydania.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

advertisement
advertisement