Mikrorobotok felelhetnek a szájhigi­éniáért

A jövőben eltűnhet a fogkefe és a mikrorobotok sörték és fogselyem formájában is megjelenhetnek.

A megfelelő szájhigiénia nem mindenkinek adatik meg, a Pennsylvaniai Egyetem interdiszciplináris tudóscsoportja mikrorobotok segítségével változtatna ezen. A vas-oxid nanorészecskékből készült mikrorobotok képesek különböző formákat felvenni és így helyettesíteni a fogkefét, a fogselymet és a szájvizet. Sőt, antimikrobiális anyagok révén állítólag megelőzik a fogszuvasodást és az ínybetegségeket.

A projekt véletlenül jött létre. Fogorvosok a vas-oxid nanorészecskék katalitikus hatását és a fogszuvasodást okozó baktériumok elpusztításában betöltött szerepét tanulmányozták, míg ugyanebben az időben az egyetem mérnökei azon dolgoztak, hogy az építőelemeket hogyan lehet mágnesesen vezérelt mikrorobotokhoz felhasználni. A két kutatócsoport összefogott, hogy közösen fejlesszenek ki egy olyan robotrendszert, amely helyettesíti a fogkefét, a fogselymet és a szájvizet anélkül, hogy a felhasználóknak megfelelően kellene alkalmazniuk a szájápolási termékeket.

A szakemberek a Surface Topography-Adaptive Robotic Superstructures for Biofilm Removal and Pathogen Detection on Human Teeth című tanulmányban mutatták be a koncepciójukat, amelyet úgy terveztek, hogy lehetővé tegye a kéz nélküli használatot. "A nanorészecskék meglepő módon alakíthatók és irányíthatók mágneses mezőkkel" - jelentette ki Edward Steager, a Pennsylvanna School of Engineering and Applied Science vezető kutatója, a tanulmány társszerzője. A tudós hozzátette: "Olyan sörtéket alakítunk ki, amelyek képesek tágulni, kefélni és akár előre-hátra mozogni, hasonlóan a fogselyemhez. Működése hasonlít egy robotkaréhoz, amely képes megtisztítani egy felületet. A rendszer úgy programozható, hogy automatikusan végezze a nanorészecskék összeszerelését és a mozgásvezérlést."


Nem számít, hogy valakinek egyenes fogai vannak vagy hiányos a fogsora, a rendszer alkalmazkodik a különböző felületekhez, így a szájüreg minden zugába eljut. A kutatók a fejlesztést először egy fogszerű anyagból készült sík felületen, majd 3D-nyomtatott fogmodelleken és valódi emberi fogakon tesztelték, amelyeket úgy helyeztek el, mintha egy szájüregben lennének. Ennek eredményeként megállapították, hogy a létrehozott antimikrobiális anyagok "hatékonyan elpusztítják" az alkalmazott kórokozókat. A vas-oxid nanorészecskéket az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala (FDA) engedélyezte, ennek megfelelően orvosi célokra is felhasználhatók. Az állati modellen végzett vizsgálatok azt is kimutatták, hogy a fizikai és mikrobiális tisztítás során az ínyszövet nem sérül.

A szakemberek szerint a rendszer széleskörűen programozható. A mikrorobotok mozgásának pontos vezérlésére változó mágneses mezőt lehet használni, így például a sörték merevsége és hossza pontosan meghatározható azért, hogy tisztítsanak, de ne sértsék az ínyt. A tudósok most szeretnék optimalizálni a fejlesztést, hogy először klinikai használatra alkalmassá tegyék. Ehhez olyan kis méretű eszközöket is ki kellene fejleszteniük, amelyek lehetővé teszik a könnyű alkalmazást.