Nowo opracowana technologia nanobotów może sprawić, że leczenie kanałowe zainfekowanych zębów będzie bardziej bezpieczne i skuteczne.
Nagromadzenie bakterii głęboko w naszych zębach może powodować infekcje w trudno dostępnych miejscach, a naukowcy z Indyjskiego Instytutu Nauk opracowali zestaw maleńkich robotów czyszczących, które ich zdaniem mogą rozwiązać ten problem. Maszyny o nanorozmiarach można kierować za pomocą pola magnetycznego do mikroskopijnych kanałów w zębach i zabijać bakterie ciepłem, oferując bezpieczny i skuteczny sposób na poprawę skuteczności standardowych metod leczenia kanałowego.
Może Cię zainteresować również: Robot chirurgiczny może pozwolić na zdalne leczenie ofiar udaru mózgu
Roboty powstały dzięki dążeniu zespołu do nowych i ulepszonych sposobów zwalczania bakterii zamieszkujących tak zwane kanaliki zębinowe. Te mikroskopijne kanały zaczynają się w miazdze wewnątrz zęba i biegną na zewnątrz, zatrzymując się tuż przy szkliwie na zewnątrz. Bakterie, które gromadzą się w tych kanałach, mogą powodować infekcje wymagające leczenia kanałowego, ale w niektórych przypadkach można tego uniknąć.
„Kanały zębinowe są bardzo małe, a bakterie znajdują się głęboko w tkance” – wyjaśnił członek zespołu Shanmukh Srinivas. „Obecne techniki nie są wystarczająco wydajne, aby wejść do środka i zabić bakterie”.
Leczenie kanałowe polega na wypłukiwaniu zęba chemikaliami, które zabijają bakterie, ale gatunki oporne na antybiotyki mogą wytrzymać ataki, a inne mogą całkowicie wymknąć się z ich szponów. We wcześniejszych pracach naukowcy odnieśli pewien sukces przy użyciu laserów i ultradźwięków do doładowania tych zabiegów, tworząc fale uderzeniowe w płynie, aby lepiej wypłukać bakterie. Te podejścia miały swoje ograniczenia, ponieważ były w stanie przeniknąć tylko około 800 mikrometrów w głąb zęba.
Naukowcy obrali teraz wyraźnie inną drogę, sięgając do świata zminiaturyzowanych robotów, aby znaleźć jeszcze głębsze rozwiązanie do czyszczenia. Maleńkie droidy zespołu mają spiralny kształt i są wykonane z dwutlenku krzemu pokrytego żelazną powłoką. Dzięki temu mogą być kontrolowane przez pole magnetyczne i przenoszone na głębokość do 2000 mikrometrów, gdzie pole można modyfikować, aby roboty wytwarzały ciepło i zabijały bakterie.
Zademonstrowano to, wstrzykując roboty do pobranych próbek zębów, po czym naukowcom udało się je przenieść, aby wniknęły głęboko w kanaliki zębinowe, aby usunąć bakterie. Co ważne, wykazali również, że potrafią odzyskać roboty, wyciągając je z próbki zęba po zakończeniu pracy. „Żadna inna technologia na rynku nie może tego teraz zrobić” – powiedział członek zespołu Debayan Dasgupta.
Istnieją podobieństwa między tym podejściem a innymi opracowywanymi w celu leczenia raka. Widzieliśmy wiele przykładów magnetycznych nanocząstek, które mogą przenikać do komórek rakowych i być podgrzewane w celu ich zniszczenia. Na początku tego roku pojawiło się jedno ciekawe podejście, które dotyczyło kulistych nasion zaprojektowanych do usuwania trudnych do leczenia guzów. Widzieliśmy już, jak tego typu myślenie odnosi się do higieny jamy ustnej, a zespół badawczy w 2019 roku zademonstrował rodzaj mikrobota zaprojektowanego do rozbijania biofilmów bakteryjnych pokrywających nasze zęby.
Obrazy i schematy przedstawiające maleńkie nanoboty poruszające się przez kanaliki zębinowe w celu usunięcia bakterii:
Po przetestowaniu robotów na modelach myszy i udowodnieniu, że są bezpieczne i skuteczne, autorzy tego nowego badania chcą skomercjalizować tę technologię za pośrednictwem firmy spin-off o nazwie Theranautilus. Pracują również nad specjalnie skonstruowanym urządzeniem medycznym, którego dentyści mogą używać do rozmieszczania i kontrolowania robotów w jamie ustnej podczas leczenia kanałowego.
„Jesteśmy bardzo blisko wdrożenia tej technologii w warunkach klinicznych, które jeszcze trzy lata temu uważano za futurystyczne”, mówi Ambarish Ghosh, współzałożyciel Theranautilus. „To radość widzieć, jak prosta ciekawość naukowa przekształca się w interwencję medyczną, która może mieć wpływ na miliony ludzi w samych Indiach”.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Advanced Healthcare Materials.
➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!
źródło: Indian Institute of Science| New Atlas
grafika użyta w artykule: Infographic plik wektorowy utworzone przez brgfx – pl.freepik.com
Od 2005 roku zajmuję się komunikacją internetową i e-marketingiem, jestem pasjonatem urządzeń mobilnych oraz nowych technologii – i nie waham się ich używać.