Dental Tribune Poland

Naukowcy tworzą mikroroboty do rozbijania płytki nazębnej

By Dental Tribune Poland
April 29, 2020

Walka z płytką nazębną to długotrwała bitwa. Naukowcy z University of Pennsylvania opracowali mikroroboty kierowane przez magnesy, które mogą rozbijać i usuwać biofilm powstający na zębach. Innowacja powstała w wyniku interdyscyplinarnej współpracy między dentystami, biologami i inżynierami.

Główny badacz, prof. Hyun Koo z University of Pennsylvania School of Dental Medicine (Penn Dental Medicine) powiedział, że to odkrycie jest wynikiem synergii oraz współpracy interdyscyplinarnej. „Korzystamy z wiedzy mikrobiologów i klinicystów, a także inżynierów, aby zaprojektować najlepszy możliwy system zwalczania drobnoustrojów. Jest to ważne dla innych dziedzin biomedycznych stojących przed walką z biofilmem lekoopornym, gdy zbliżamy się do epoki poantybiotykowej” – wyjaśnił.

Współpraca ta nastąpiła po tym, jak Koo i jego współpracownicy poczynili postępy w rozkładaniu matrycy biofilmu za pomocą nanocząstek zawierających tlenek żelaza, które działają katalitycznie, aktywując nadtlenek wodoru do uwalniania wolnych rodników, mogących zabijać bakterie i niszczyć biofilm w ukierunkowany sposób. Zespół Penn Dental Medicine nieoczekiwanie stwierdził, że grupy w Penn Engineering, kierowane przez dr Edwarda Steagera, prof. Vijaya Kumara i prof. Kathleen Stebe pracowały z platformą robotyczną, która wykorzystywała bardzo podobne nanocząsteczki tlenku żelaza jako elementy budulcowe dla mikrorobotów. Inżynierowie kontrolują ruch tych robotów za pomocą pola magnetycznego, co pozwala na swobodne sterowanie nimi.

Wspólnie zespół ponadszkolny zaprojektował, zoptymalizował i przetestował 2 rodzaje systemów robotycznych, które grupa nazywała katalitycznymi robotami przeciwdrobnoustrojowymi lub CAR. Jeden system działa na powierzchniach, drugi w ograniczonych przestrzeniach. Po przetestowaniu robotów na biofilmie rosnącym na płaskiej powierzchni szklanej lub w zamkniętych szklanych rurkach, badacze przetestowali usuwanie biofilmu z trudnodostępnych części ludzkiego zęba. Wg naukowców, CAR były w stanie degradować i usuwać bakteryjny biofilm nie tylko z powierzchni zęba, ale także z jednym z najtrudniej dostępnych obszarów, tj. przestrzeni międzyzębowych.

„Istniejące metody zwalczania biofilmu są nieskuteczne, ponieważ nie są w stanie jednocześnie degradować matrycy ochronnej, zabijać osadzonych bakterii i fizycznie usuwać złogów ulegających biodegradacji” – zauważył Koo. „Te roboty potrafią wykonać wszystkie 3 zadania jednocześnie bardzo skutecznie, nie pozostawiając żadnych śladów biofilmu”. „Zwalczanie biofilmu występującego na zębach wymaga dużej ilości pracy fizycznej, zarówno po stronie konsumenta, jak i profesjonalisty” – powiedział Steager.

Zespół ma nadzieję na przeniesienie wynalazku do zastosowania klinicznego i otrzymał wsparcie od Penn Center for Health, Devices and Technology, inicjatywy wspieranej przez Perelman School of Medicine, Penn Engineering i Office of Vice Provost for Research na Uniwersytecie w Pensylwanii.

Artykuł badawczy pt.: „Katalityczne roboty przeciwdrobnoustrojowe do zwalczania biofilmu” został opublikowany w wydaniu Science Robotics.

Leave a Reply

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

© 2020 - All rights reserved - Dental Tribune International