Посещение стоматолога обычно включает в себя трудоемкую процедуру по удалению зубного налета с помощью механических инструментов. Что, если вместо этого врач сможет запустить в рот небольшую армию крошечных роботов, чтобы точно и неинвазивно удалить эти скопления?

Команда инженеров, стоматологов и биологов из Университета Пенсильвании разработала микроскопическую команду очистки. С помощью двух типов систем - одна предназначена для работы на открытой поверхности, а другая для работы в замкнутых пространствах - ученые показали, что роботы могут умело разрушать биопленки - липкие соединения бактерий, заключенных в защитных подложках. Такие автоматизированные системы могут быть полезны в широком спектре потенциальных применений, от поддержания водопроводных труб и катетеров в чистоте, до снижения риска кариеса зубов, эндодонтических инфекций и загрязнения имплантатов.

Работу, опубликованную в Science Robotics, возглавили Hyun Koo из Школы стоматологической медицины и Edward Steager из Школы инженерных и прикладных наук.

«Мы используем опыт микробиологов и ученых-клиницистов, а также инженеров для разработки наилучшей микробной системы эрадикации (англ. eradication - уничтожение), - говорит Hyun Koo. Это важно для биомедицинских областей, сталкивающихся с биопленками, устойчивыми к лекарствам, поскольку мы приближаемся к эре после антибиотиков.» «Удаление биопленок, которые возникают на зубах, требует большого ручного труда, как со стороны пациента, так и со стороны стоматолога, - добавляет Edward Steager. Мы надеемся улучшить варианты лечения, а также уменьшить сложность ухода.»

Koo и его коллеги добились успехов в целенаправленном разрушении матрицы биопленки с помощью содержащих оксид железа наночастиц, которые работают каталитически, активируя перекись водорода для высвобождения свободных радикалов, способных убивать бактерии. По счастливой случайности, команда стоматологов из Пенсильвании обнаружила, что группы в Penn Engineering во главе со Стиджером, Виджаем Кумаром и Кэтлин Стебе работали с роботизированной платформой, которая использовала очень похожие наночастицы оксида железа в качестве строительных блоков для микророботов, контролируя движение этих роботов с помощью магнитного поля.

Вместе команда специалистов разработала, оптимизировала и протестировала два типа роботизированных систем, их группа называет каталитическими противомикробными роботами (catalytic antimicrobial robots) или CAR. Оба типа CAR эффективно убивали бактерии, разрушали матрицу, которая их окружает, и тщательно удаляли биопленочный мусор с высокой точностью. После тестирования роботов на биопленках, растущих на плоской стеклянной поверхности и закрытых стеклянных трубках, исследователи нашли им более актуальное применение - опробовали на человеческом зубе.

Каталитические противомикробные роботы (CAR) смогли разрушить и удалить бактериальные биопленки не только с поверхности зуба, но и с одной из самых труднодоступных частей - шейки зуба, куда практически невозможно добраться обычными гигиеническими инструментами. Как известно, не удаленная до конца биопленка склонна к повторному обрастанию. «Существующие методы борьбы с биопленкой неэффективны, потому что они не способны одновременно разрушать защитную матрицу, убивать бактерии и физически удалять биоразлагаемые продукты, - говорит Koo. Эти роботы могут решать все эти три задачи сразу очень эффективно, не оставляя следов биопленки вообще.»

Исследователи предполагают точно направлять микророботов туда, куда нужно. Системы CAR помогут бороться с постоянными биопленочными инфекциями и устранять биологическое обрастание медицинских устройств и многих других поверхностей.

Источник: doktorlaser.ru

к списку новостей

ВАЖНО ЗНАТЬ, ЧТО К УСЛУГАМ СТОМАТОЛОГА ИМЕЮТСЯ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ. НА ПРИЕМЕ У СТОМАТОЛОГА ВАМ ПОТРЕБУЕТСЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ ВРАЧА-СТОМАТОЛОГА.

ООО ЛПО РифЭль © 2000 -