Nauka

Szczoteczki do zębów? Zmiennokształtne mikroroboty odeślą je do lamusa

Patryk Koncewicz
1

Mikroroboty dzięki właściwościom magnetycznym i katalitycznym czyszczą zęby lepiej niż jakakolwiek szczoteczka

Szczotkowanie, nitkowanie, płukanie. Każdy z nas – mam nadzieję – zna tę codzienną rutynę higieny jamy ustnej. A gdyby tak wyjść poza ten schemat i oddać nasze zęby pod opiekę technologii? I nie, nie mam na myśli szczoteczek elektrycznych czy sonicznych, a rój nanobotów, które mogą kiedyś całkowicie zautomatyzować proces czyszczenia zębów.

Boty skuteczniejsze niż szczoteczka i nić

Zespół naukowców z Uniwersytetu Pensylwanii podjął się nietypowego projektu. Chcą stworzyć w pełni zautomatyzowaną technologie czyszczenia zębów, która łączyć będzie w sobie wszystkie trzy czynności: szczotkowanie, nitkowanie i płukanie. Aby tego dokonać, opracowali mikroroboty zbudowane z nanocząsteczek tlenku żelaza.

Źródło: Minjun Oh/Penn Dental Medicine

Mikroroboty z uwagi na budowę cechują się aktywnością zarówno magnetyczną jak i katalityczną. Naukowcy, wykorzystując pole magnetyczne, są w stanie kierować ruchem i ustawieniem roju, tworząc struktury przypominające włosie klasycznej szczoteczki lub struny imitujące nić dentystyczną. Dzięki reakcji katalitycznej nanocząsteczki wytwarzają środki przeciwdrobnoustrojowe, zabijając tym samym szkodliwe bakterie w jamie ustnej.

Skuteczne czyszczenie dzięki zmiennokształtnym właściwościom

Naukowcy przetestowali rój na sztucznych i prawdziwych zębach. Próba wykazała, że mikroroboty mogą łatwo dostosowywać się do różnych kształtów i skutecznie usuwać pozostałości pokarmu dzięki lawirowaniu między zębami. Sposób ten umożliwia znacznie skuteczniejsze eliminowanie biofilmu (drobnoustrojowej membrany powodującej próchnicę i choroby dziąseł) niż zwykła szczoteczka.

„Rutynowa pielęgnacja jamy ustnej jest uciążliwa i może stanowić wyzwanie dla wielu osób, zwłaszcza tych, którzy mają trudności z czyszczeniem zębów. Musisz umyć zęby, nitkować, a następnie wypłukać usta; jest to ręczny, wieloetapowy proces. Wielką innowacją jest to, że system robotyki może wykonać wszystkie trzy czynności jednocześnie, bez użycia rąk, w zautomatyzowany sposób ”. – Hyun Koo, profesor na Wydziale Ortodoncji w Penn's School

Pomysł na nanoroboty powstał w zasadzie z przypadku. Grupa badawcza pod kierownictwem Koo zajmowała się katalitycznymi właściwościami nanocząsteczek, które aktywując nadtlenek wodoru, uwalniały wolne rodniki zwalczające bakterie jamy ustnej. W tym samym czasie inna grupa naukowców z Penn Engineering badała te same nanocząsteczki jako element budulcowy magnetycznie sterowanych mikrobotów. Oba zespoły połączyły siły, tworząc jeden wspólny system swoistej „szczoteczki przyszłości”.

„Nie ma znaczenia, czy masz proste zęby, czy nierówne zęby […] system może dostosować się do wszystkich zakamarków jamy ustnej”. – Hyun Koo

System roju może być w pełni konfigurowalny aby dostosować formację do konkretnych wymogów pacjenta. Ich struktura jest na tyle twarda, by usuwać zbędne materiały na uzębieniu, ale przy tym wystarczająco delikatna, aby nie powodować uszkodzenia dziąseł. Naukowcy uważają, że technologia jest wystarczająco skuteczna do użytku klinicznego. Jednak zanim boty zostaną wprowadzone do klinik, konieczne jest jeszcze opracowanie sposobu dostarczania ich bezpośrednio do ust, bowiem do tej pory testowane były na gotowych modelach.

Źródło: Melissa Pappas/Penn Engineering

W przyszłości badacze skupią się nad umożliwieniem korzystania z technologi także indywidualnemu użytkownikowi. Może być ona przydatna zwłaszcza dla osób niesprawnych manualnie, które do dbania o higienę jamy ustnej potrzebują asysty osób trzecich.

Stock image from Depositphotos

Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu