Tym, z którym najczęściej się spotykamy jest biofilm nazębny, zwany też płytką bakteryjną. Jeśli nie dość starannie czyścimy zęby, płytka bakteryjna ulega mineralizacji, zamieniając się w kamień. Usunąć może go dentysta, ale proces jest, łagodnie mówiąc, nieprzyjemny. Naukowcy The University of Pennsylvania School of Dental Medicine oraz School of Engineering and Applied Science wpadli na pomysł, by do usuwania biofilmów różnego rodzaju, w tym tego na naszych zębach, używać mikroskopijnej wielkości robotów.
Inżynierowie już wcześniej wykorzystywali nanocząsteczki tlenku żelaza do budowy mikrorobotów, które mogliby zdalnie kontrolować za pomocą pól magnetycznych. Z kolei zespół dentystów zauważył, że cząsteczki tlenku żelaza mogą katalizować reakcję, która aktywując nadtlenek wodoru, uwalnia wolne rodniki, dzięki czemu zabija nawet najbardziej antybiotykooporne bakterie i rozbija biofilm. Dzięki wspólnej pracy obydwu zespołów powstało coś, co nazwane zostało katalitycznym robotem przeciwbakteryjnymi (CAR). Niewielkie nanocząsteczki tlenku żelaza formowane są w helikoidalny kształt.
Połączone zespoły naukowców zaprojektowały i przetestował dwa rodzaje mikrorobotów. Pierwszy z nich to nanocząsteczki tlenku żelaza zawierzone w roztworze. Sterowane przez magnes, niczym pług, orzą powierzchnię biofilmu. Te przydają się do czyszczenia powierzchni względnie płaskich. Drugi to umieszczenie nanocząsteczek w trójwymiarowych żelowych formach. Sprawdzają się w miejscach trudno dostępnych, takich jak wnętrza cewników albo kanały zębowe. Obydwa rodzaje CAR skutecznie niszczyły biofilm, a na dodatek potrafiły usunąć jego resztki z czyszczonej przestrzeni.
“Istniejące metody leczenia biofilmów są nieskuteczne, ponieważ nie są w stanie jednocześnie zniszczyć bariery chroniącej bakterie, zabić osadzonych w niej bakterii i fizycznie usunąć produktów ulegających biodegradacji”- tłumaczy dr Hyun Koo z University of Pennsylvania’s School of Dental Medicine. “Tymczasem te roboty są w stanie wykonać wszystkie trzy jednocześnie bardzo skutecznie, nie pozostawiając śladu po biofilmie”.
Zespół naukowców rozpoczął już współpracę z Penn Center for Health, Devices and Technology, którego celem jest pomoc we wprowadzaniu nowych technologii medycznych do zastosowań klinicznych. Być może więc już niedługo, zamiast ultradźwiękowego i mechanicznego usuwania kamienia, dentyści będą mogli zastosować sterowane magnesem mikroroboty. Co oczywiście nie zwalnia nikogo z regularnego mycia zębów. | CHIP
