Стоматологические нанороботы генерируют тепло для глубокой очистки зубов
Скопление бактерий глубоко в зубах может вызвать инфекции в труднодоступных местах, и ученые из Индийского института науки разработали набор крошечных роботов-уборщиков, которые, по их мнению, справятся с этой задачей.
Наноразмерные машины можно направлять с помощью магнитного поля в микроскопические каналы в зубах и уничтожать бактерии с помощью тепла, предлагая безопасный и эффективный способ повысить эффективность стандартного лечения корневых каналов.
Роботы появились благодаря поиску новых и улучшенных способов борьбы с бактериями, обитающими в так называемых дентинных канальцах. Эти микроскопические каналы начинаются в пульпе внутри зуба и продолжаются наружу, не доходя до эмали снаружи.
Бактерии, которые скапливаются в этих каналах, могут вызывать инфекции, требующие лечения корневых каналов, но некоторые бактерии могут избежать этого лечения.
«Дентинные канальцы очень маленькие, а бактерии находятся глубоко в тканях, — объясняет автор исследования Шанмух Сринивас. — Существующие методы недостаточно эффективны, чтобы пройти весь путь внутрь и убить бактерии».
Лечение корневых каналов включает промывание зуба химическими веществами, которые убивают бактерии, но виды, устойчивые к антибиотикам, могут противостоять атакам, а другие могут вообще избежать их тисков.
В более ранней работе ученые добились определенного успеха, используя лазеры и ультразвук, чтобы усилить эти процедуры, создавая ударные волны в жидкости, чтобы лучше смывать бактерии. У этих подходов были свои ограничения: они позволяли проникать в зуб только на глубину около 800 микрометров.
Теперь ученые пошли по совершенно другому пути, подключившись к миру миниатюрных роботов, чтобы найти решение для еще более глубокой очистки.
Крошечные дроиды имеют спиралевидную форму и сделаны из диоксида кремния с железным покрытием.
Это позволяет управлять ими с помощью магнитного поля и перемещать их на глубину до 2000 микрометров, где поле можно настроить так, чтобы роботы генерировали тепло и убивали бактерии.
Все это было продемонстрировано путем введения роботов в образцы извлеченных зубов, и ученые успешно перемещали их, чтобы они проникали глубоко в дентинные канальцы и уничтожали бактерии. Важно отметить, что они также показали, что могут извлекать роботов из образца зуба после того, как работа будет выполнена.
«Ни одна другая технология на рынке не может сделать это прямо сейчас», — говорят ученые.
Протестировав роботов на моделях мышей и доказав их безопасность и эффективность, авторы этого нового исследования стремятся коммерциализировать технологию через дочернюю компанию под названием Theranautilus.
Ученые также работают над специальным медицинским устройством, которое стоматологи могут использовать для развертывания и управления роботами во рту во время лечения корневых каналов.
Исследование было опубликовано в журнале Advanced Healthcare Materials.