Микроробот, меняющий форму, однажды сможет использоваться как зубная щетка, жидкость для полоскания рта и зубная нить одновременно. Технология, разработанная многопрофильной командой изПенсильванский университет, стремится предоставить новый автоматизированный метод для выполнения ежедневных задач по чистке зубов. Система может быть особенно полезной для тех, у кого нет ручных навыков, необходимых для эффективной чистки зубов.
Микророботы состоят из наночастиц оксида железа с каталитическими и магнитными свойствами. Исследователи использовали магнитное поле, чтобы управлять их движением и формой.
Время от времени эти структуры могут счищать зубной налет с поверхностей более крупных зубов, похожих на зубную щетку, или проскальзывать между зубами в виде тонких нитей, таких как зубная нить. В обоих случаях каталитическая реакция побуждает наночастицы производить противомикробные препараты, которые убивают вредные бактерии полости рта на месте.
Испытания микророботов-«зубных щеток»
В исследовании, подтверждающем концепцию, опубликованном в ACS Nano (Я связываю это здесь), исследователи из Пенсильванского университета показали, что этот метод эффективно удаляет зубной налет, который может вызвать кариес и заболевания десен.
«Регулярная гигиена полости рта может стать проблемой для многих людей, которым трудно передвигаться», — говорит она. Хён (Мишель) Ку, профессор стоматологии в Пенсильванской школе и соавтор исследования. «Чистить зубы нужно щеткой, затем нитью, затем полоскать. Жесты, которые для многих людей просты, для других очень сложны. Эта роботизированная система может выполнять все три этапа автоматически и без помощи рук».
«Наночастицы можно изучать и манипулировать ими разными способами с помощью магнитных полей», — говорит он. Эдвард Стигер, еще один соавтор статьи. «Мы заставляем эти частицы работать так же, как маленькие роботизированные руки, очищающие поверхность. При правильном программировании эта система может выполнять всю операцию автоматически».
Гигиена полости рта делает шаг вперед
Конструкция зубной щетки оставалась относительно неизменной на протяжении тысячелетий. Мы добавили электродвигатели, но основная концепция (щетинки на палочке для прохождения по зубам) всегда оставалась неизменной.
Несколько лет назад исследователи из двух разных команд Пенсильванского университета почти по ошибке сделали открытие. По разным причинам их обоих интересовали наночастицы оксида железа. Группа Ку была заинтригована их каталитической активностью и опубликовала исследование (вот) на их способности активировать перекись водорода, чтобы убить бактерии, вызывающие кариес. Тем временем Стигер и его коллеги-инженеры исследовали эти наночастицы в качестве строительных блоков управляемых магнитом микророботов.вот их исследование).
Так как они сказали? Будущее уже наступило, просто оно еще недостаточно распределено.
Сложите два исследования вместе, и вы получите невероятный результат. Платформа для электромагнитного управления микророботами, которые берут на себя инструменты для чистки зубов.
ВСЕХ типов зубов.
«Неважно, прямые у вас зубы или смещены, роботизированная зубная щетка адаптируется к различным поверхностям», — говорит Ку. «Система может поместиться во все уголки и щели полости рта».
Исследователи протестировали эту систему практически везде. На пластинах зубоподобного материала. Затем на 3D-печатных моделях зубов. Наконец-то настоящие человеческие зубы. Каждый раз система работала отлично, очищая поверхность от всех обнаруживаемых патогенов.
Кончики щетинок конфигурации «зубная щетка» достаточно твердые, чтобы удалять налет, но достаточно мягкие, чтобы не повредить десны.
Будущее «роботов-зубных щеток»
Адаптивность системы, по мнению исследователей, может сделать ее достаточно чувствительной для клинического и персонализированного использования, способной адаптироваться к любому типу зубного ряда. В настоящее время проводятся новые испытания, и приближается первое применение на добровольцах.
«Эта технология столь же эффективна, как и традиционная чистка зубов, но она полностью автоматическая и не требует ловкости рук. Это поможет людям с ограниченными возможностями и гериатрическому населению».
В более позднем возрасте мы, вероятно, положим в рот какую-то магнитную «пульпу», поднесем ее к устройству, и оно за несколько секунд идеально очистит наши зубы. Звучит как научная фантастика, правда? Что ж, даже радио для человека 1700-х годов должно было выглядеть именно так.
