El pequeño ejército de robots minúsculos puede quitar la placa dental

Una visita al dentista implica típicamente escariar que toma tiempo y a veces desagradable con las herramientas mecánicas para quitar la placa de los dientes. ¿Qué si, en lugar, un dentista podía desplegar a un pequeño ejército de robots minúsculos a exacto y no invasor quitar esa acumulación?

Las personas de ingenieros, de dentistas, y de biólogos de la Universidad de Pensilvania desarrollaron a una dotación de limpieza robótica microscópica. Con dos tipos de sistemas robóticos--uno diseñó trabajar en superficies y el otro para operar el interior lindó espacios--los científicos mostraron que los robots con actividad catalítica podrían destruir capaz biofilms, las amalgamaciones pegajosas de las bacterias enredadas en un andamio protector. Tales sistemas robóticos del biofilm-retiro podían tener valores en una amplia gama de usos potenciales, de mantener los tubos de agua y los catéteres limpios a reducir el riesgo de caries, de infecciones endodontic, y de contaminación del implante.

El trabajo, publicado en robótica de la ciencia, fue llevado por Hyun (Miguel) Koo de la escuela del remedio dental y de Edward Steager de la escuela de la ingeniería y de la ciencia aplicada.

“Éste era un verdaderamente sinérgico y acción recíproca multidisciplinaria,” dice Koo. “Leveraging la experiencia de microbiólogos y los clínico-científicos así como los ingenieros para diseñar el mejor sistema microbiano de la erradicación posible. Esto es importante para otros campos del biomedical que hacen frente a biofilms drogorresistentes pues nos acercamos a una era del poste-antibiótico.”

“Tratar los biofilms que ocurren en los dientes requiere mucho trabajo manual, de parte del consumidor y del profesional,” agrega Steager. “Esperamos perfeccionar opciones del tratamiento así como reducir la dificultad del cuidado.”

Los Biofilms pueden presentarse en superficies biológicas, tales como conectado un diente o en una junta o en objetos, como los tubos de agua, los implantes, o los catéteres. Dondequiera que los biofilms formen, son notorio difíciles de quitar, como la matriz pegajosa que espera las bacterias ofrece la protección contra agentes antimicrobianos.

En trabajo previo, Koo y los colegas han hecho progreso en la subdivisión de la matriz del biofilm con una variedad de métodos de la exterior--caja. Una estrategia ha sido emplear hierro-óxido-contener los nanoparticles que trabajan catalítico, activando el peróxido de hidrógeno para liberar los radicales libres que pueden matar a bacterias y destruir biofilms en una moda apuntada.

Casual, las personas del remedio dental de Penn encontraron que los grupos en la ingeniería de Penn llevada por Steager, Vijay Kumar, y Kathleen Stebe trabajaban con una plataforma robótica que utilizó nanoparticles muy similares del hierro-óxido como bloques huecos para los microrobots. Los ingenieros controlan el movimiento de estos robots usando un campo magnético, permitiendo una manera correa-libre de navegarlos.

Junto, las personas de la cruz-escuela diseñadas, optimizadas, y probadas dos tipos de sistemas robóticos, que el grupo llama los robots antimicrobianos catalíticos, o de vehículos, capaces de degradar y de quitar biofilms. El primer implica nanoparticles del hierro-óxido que suspenden en una solución, que se puede entonces ordenar por los imanes para quitar biofilms en una superficie en a escoplo-como manera. La segunda plataforma exige el embutir de los nanoparticles en moldes del gel en formas tridimensionales. Éstos fueron utilizados para apuntar y para destruir los biofilms que estorbaban los tubos cubiertos.

Ambos tipos de bacterias efectivo matadas de los vehículos, analizado la matriz que las rodea, y quitado los escombros con la alta precisión. Después de probar los robots en los biofilms que crecían en una superficie del cristal plano o tubos de cristal incluidos, los investigadores probaron más clínico un uso relevante: Eliminación del biofilm de piezas difíciles de alcanzar de un diente humano.

Los vehículos podían degradar y quitar biofilms bacterianos no apenas de una superficie del diente pero a partir de la una de la mayoría de las piezas del difícil-a-acceso de un diente, el istmo, un corredor estrecho entre las endodoncias donde los biofilms crecen común.

Los “tratamientos existentes para los biofilms son ineficaces porque son incapabale simultáneamente de degradar la matriz protectora, de matar a las bacterias embutidas, y físicamente de quitar los productos biodegradados,” dicen Koo. “Estos robots pueden hacer los tres inmediatamente muy efectivo, dejando a ningún trazo del biofilm cualesquiera.”

Surcando de distancia los restos degradados del biofilm, Koo dice, la ocasión de ella que se arraiga y re-que crece disminuye substancialmente. Los investigadores preven exacto el dirigir de estos robots a dondequiera que necesiten ir a quitar biofilms, sea el interior de un cathether o de superficies del línea de agua o de difícil acceso del diente.

“Pensamos en los robots como sistemas automatizados que tomen medidas basadas en la información activamente recopilada,” decimos Steager. En este caso, él dice, “el movimiento del robot se puede informar por las imágenes del biofilm recolectado de microcameras o de otras maneras de la proyección de imagen médica.”

Para mover la innovación abajo del camino al uso clínico, los investigadores están recibiendo el apoyo del centro de Penn para la salud, los dispositivos, y tecnología, una iniciativa soportada por la Facultad de Medicina de Perelman de Penn, ingeniería de Penn, y la oficina del vice preboste para la investigación. La Salud-Tecnología de Penn, como ha sabido, las recompensas selecciona a grupos interdisciplinarios con el apoyo crear nuevas tecnologías de la salud, y el proyecto robótico de las plataformas era uno de ésos apoyo concedido en 2018.

“Las personas tienen un gran fondo clínico en el lado dental y una gran formación técnica en el lado de la ingeniería,” dice Victoria Berenholz, director ejecutivo de la Salud-Tecnología de Penn. “Estamos aquí redondearlos fuera en el lado del asunto. Han hecho realmente un trabajo fantástico en el proyecto.”

Fuente: https://penntoday.upenn.edu/news/army-microrobots-can-wipe-out-dental-plaque