Mikrobotovi mogu četkati i čistiti zube

Znanstvenici s Fakulteta dentalne medicine i Fakulteta inženjerstva i primijenjenih znanosti na Sveučilištu u Pennsylvaniji (PENN), objavili su studiju kao dokaz koncepta u kojoj pokazuju da bi sustav koji se temelji na mikrorobotima mogao učinkovito automatizirati tretman čišćenja zuba i uklanjanje bakterija koje uzrokuju karijes i zubni plak.

Tehnologija, koju je razvio multidisciplinarni tim, spremna je ponuditi novi i automatizirani način obavljanja svakodnevnih, ali kritičnih svakodnevnih zadataka četkanja zuba i čišćenja koncem.

Građevni blokovi ovih mikrorobota su nanočestice željeznog oksida koje imaju katalitičku i magnetsku aktivnost. Koristeći magnetsko polje, istraživači mogu usmjeriti njihovo kretanje i konfiguraciju tako da formiraju strukture nalik čekinjama koje uklanjaju zubni plak sa širokih površina zuba ili izdužene niti koje mogu kliziti između zuba poput konca. U oba slučaja, katalitička reakcija tjera nanočestice da proizvode antimikrobne tvari koje ubijaju štetne oralne bakterije na licu mjesta.

Eksperimenti koji su koristili ovaj sustav na lažnim i pravim ljudskim zubima pokazali su da se mikrobotovi mogu prilagoditi različitim oblicima kako bi se gotovo eliminirali ljepljivi biofilmovi koji dovode do karijesa i bolesti desni.

"Nanočestice se mogu oblikovati i kontrolirati magnetskim poljima na iznenađujuće načine", kaže Edward Steager, viši istraživač i koautor studije. "Mi oblikujemo čekinje koje se mogu produžiti, pomicati, pa čak i prenositi naprijed-natrag po prostoru, slično kao zubni konac. Način na koji radi sličan je načinu na koji robotska ruka može posegnuti i očistiti površinu. Sustav se može programirati za automatsko sklapanje nanočestica i kontrolu kretanja."

Istraživači su optimizirali kretanje mikrorobota na maloj pločici materijala nalik zubima. Zatim su testirali izvedbu mikrorobota prilagođavajući se složenoj topografiji površine zuba, međuzubnih površina i linije zubnog mesa, koristeći 3D tiskane modele zuba temeljene na snimkama ljudskih zubi iz stomatološke klinike. Naposljetku, mikrorobote su isprobali na pravim ljudskim zubima koji su bili postavljeni na takav način da oponašaju položaj zuba u usnoj šupljini.

Na tim različitim površinama, istraživači su otkrili da mikrorobotski sustav može učinkovito eliminirati biofilmove, čisteći ih od svih patogena koji se mogu otkriti. Testovi formiranja čekinja na životinjskom modelu pokazali su da nisu oštetili tkivo desni.

Prilagodljiva priroda sustava, kažu istraživači, mogla bi ga učiniti dovoljno nježnim za kliničku upotrebu, ali i personaliziranim, sposobnim za prilagodbu jedinstvenim topografijama pacijentove usne šupljine.

Kako bi unaprijedio ovu inovaciju, Pennov tim nastavlja optimizirati pokrete robota i razmatra različite načine isporuke mikrobota kroz uređaje koji pristaju u usta.

Znanstvenu studiju objavljenu u časopisu ACS Nano možete pronaći na ovoj poveznici.