Technologia opracowana przez naukowców z Uniwersytetu Pensylwanii oferuje zupełnie nowy, zautomatyzowany sposób wykonywania prozaicznych, ale bardzo ważnych czynności. Mowa o szczotkowaniu zębów i nitkowaniu przestrzeni międzyzębowych. Nowo opracowany system został stworzony z myślą o tych, którym brakuje sprawności manualnej, aby samodzielnie zadbać o zęby.
Technologia opiera się na zmiennokształtnych mikrobotach zbudowanych z nanocząstek tlenku żelaza. Przykładając zewnętrzne pole magnetyczne, można sterować ich konfiguracją w taki sposób, aby utworzyły kształt umożliwiający wymiatanie płytki nazębnej oraz oczyszczanie przestrzeni międzyzębowych. Nanocząstki produkują także środki przeciwbakteryjne, dbając tym samym o higienę jamy ustnej.
Przeprowadzono już szereg eksperymentów na sztucznych i prawdziwych ludzkich zębach, wykazując, że koncepcja mikrobotów jest prawidłowa. Szczegóły opisano w czasopiśmie ACS Nano.
Rutynowa pielęgnacja jamy ustnej jest uciążliwa i może stanowić wyzwanie dla wielu osób, zwłaszcza tych, które mają trudności z czyszczeniem zębów. Zgodnie z wytycznymi, trzeba umyć zęby, następnie nitkować przestrzenie międzyzębowe, a na końcu przepłukać usta. To ręczny, wieloetapowy, często żmudny proces. Dużą innowacją jest to, że system robotyczny może wykonać wszystkie trzy czynności w jeden zautomatyzowany sposób, bez używania rąk.Prof. Hyun (Michel) Koo z Penn’s School of Dental Medicine, główny autor projektu
Roboty zamiast szczoteczek do zębów
Mimo liczbych usprawnień technologicznych, konstrukcja szczoteczki do zębów u swoich podstaw nie zmieniła się od tysiącleci. Koncepcja “włosia na patyku” towarzyszy nam od zarania ludzkości. Kilka lat temu, naukowcy z Uniwersytetu Pensylwanii wpadli na pomysł, by do mycia zębów zaangażować systemy mikrorobotyczne.
Naukowcy zainteresowali się aktywnością katalityczną nanocząstek tlenku żelaza. Mogą one aktywować nadtlenek wodoru, uwalniając wolne rodniki, które zabijają bakterie powodujące próchnicę. Skonstruowali platformę do elektromagnetycznego sterowania mikrorobotami, umożliwiając im przyjmowanie różnych konfiguracji i uwalnianie środków przeciwbakteryjnych na miejscu, aby skutecznie leczyć i czyścić zęby.
Nie ma znaczenia, czy masz proste zęby, czy źle ustawione, dostosuje się do różnych powierzchni. System może dostosować się do wszystkich zakamarków w jamie ustnej.Prof. Hyun (Michel) Koo
Badania potwierdziły, że system mikrobotów może skutecznie eliminować biofilmy, uwalniając je ze wszystkich wykrywalnych patogenów. Warto wspomnieć, że nanocząstki tlenku żelaza mają certyfikację FDA, więc wprowadzenie tej technologii na rynek nie powinno być trudne. Testy na zwierzętach wykazały, że nanocząstki nie są szkodliwe dla tkanki dziąseł.
System jest w pełni programowalny, dzięki czemu może być elementem medycyny spersonalizowanej, dostosowującym się do unikalnych topografii jamy ustnej pacjenta.