22 lutego 2024

Mikroroboty wyszczotkują zęby

Technologia opracowywana przez multidyscyplinarny zespół, w tym prof. Michela Koo z Penn Dental Medicine z University of Pennsylvania (USA), być może już niebawem przyczyni się do stworzenia zmiennokształtnych mikrorobotów, które wykonają za człowieka szczotkowanie zębów, płukanie jamy ustnej i nitkowanie.

Foto: pixabay.com

Elementami budulcowymi zmiennokształtnych mikrorobotów są nanocząsteczki tlenku żelaza, które mają zarówno aktywność katalityczną, jak i magnetyczną. Korzystając z pola magnetycznego, naukowcy mogli pokierować ich ruchem i konfiguracją, aby utworzyć struktury przypominające włosie (usuwa płytkę nazębną z szerokich powierzchni zębów) lub wydłużone struny (mogą przesuwać się między zębami jak nici dentystyczne).

Kataliza to zjawisko przyspieszenia szybkości reakcji chemicznej pod wpływem niewielkiej ilości katalizatora, który sam nie ulega trwałym przekształceniom, lecz tylko tworzy z innymi substratami związki lub kompleksy przejściowe. W obu wspomnianych przypadkach reakcja katalityczna w tych zastosowaniach powoduje, że nanocząstki wytwarzają środki przeciwdrobnoustrojowe, które zabijają szkodliwe bakterie jamy ustnej.

Eksperymenty z wykorzystaniem takiego systemu na pozorowanych i prawdziwych ludzkich zębach wykazały, że zespoły robotów są w stanie dostosowywać się do różnych kształtów, prawie eliminując lepkie biofilmy, które doprowadzają do próchnicy i chorób dziąseł. Zespół z Penn, który jest częścią Centrum Innowacji i Stomatologii Precyzyjnej (CiPD), podzielił się swoimi odkryciami 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 – zauważa prof. Koo, współautor korespondent badania. – Obecnie, żeby dokonać higienizacji, trzeba umyć zęby, następnie je nitkować, a potem jamę ustną wypłukać. To ręczny, wieloetapowy proces. Wielką innowacją jest więc to, że system robotyki może wykonać wszystkie trzy czynności w jednej, bez użycia rąk, w zautomatyzowany sposób – podkreśla.

– Nanocząstki można kształtować i kontrolować za pomocą pól magnetycznych w zaskakujący sposób – mówi Edward Steager, starszy badacz z Penn’s School of Engineering and Applied Science i współautor korespondencyjny badania. – Tworzymy włosie, które może rozciągać się, przesuwać, a nawet przenosić w tę i z powrotem w przestrzeni, podobnie jak nici dentystyczne. Sposób działania jest podobny do tego, w jaki ramię robota może sięgać i czyścić powierzchnię. System można zaprogramować tak, aby automatycznie wykonywał montaż nanocząstek i sterowanie ruchem – wyjaśnia.

System może być szczególnie cenny dla osób, którym brakuje sprawności manualnej, aby samodzielnie wykonywać czynności higienizacyjne jamy ustnej.

Źródło: www.dentistrytoday.com