科学家开发微小的牙科纳米机器人 可产生热量来深度清洁牙齿

2022年05月17日 14:45 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

细菌在我们牙齿深处的堆积可能导致难以触及的区域的感染,印度科学研究所的科学家们开发了一套微小的清洁机器人,他们认为可以胜任这一任务。这些纳米大小的机器可以用磁场引导到牙齿的微观通道中,并用热量杀死细菌,为提高标准根管治疗的成功率提供了一种安全而有效的方法。

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这些机器人是通过该团队追求新的和改进的方法来解决存在于牙本质小管中的细菌而产生的。这些微小的通道从牙齿内部的牙髓开始,一直向外延伸,刚好在外部的牙釉质附近停止。积聚在这些通道中的细菌会导致感染,需要进行根管治疗,但有些细菌能够躲避这种治疗。

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团队成员Shanmukh Srinivas解释说:“牙本质小管非常小,细菌位于组织深处。目前的技术不够高效,无法完全进入内部并杀死细菌。”

根管治疗涉及到用杀死细菌的化学品冲洗牙齿,但耐抗生素的物种可以抵御攻击,而其他细菌可能完全逃脱它们的“魔爪”。在早期的工作中,科学家们利用激光和超声波为这些治疗增压,在液体中产生冲击波以更好地冲走细菌,取得了一些成功。这些方法有其局限性,只能穿透约800微米的牙齿。

科学家们现在采取了一条明显不同的路线,利用微型机器人的世界,提出了一个更深入的清洁解决方案。该团队的微型机器人呈螺旋状,由带有铁涂层的二氧化硅制成。这使它们能够被一个磁场控制,并被带到高达2000微米的深度,在那里可以调整磁场,使机器人产生热量并杀死细菌。

这一点通过将机器人注射到拔出的牙齿样本中得到了证明,科学家们成功地将它们移动,使它们深入到牙本质小管中,将细菌取出。重要的是,他们的研究还表明,一旦工作完成,他们可以收回机器人,把它们从牙齿样本中抽出来。

团队成员Debayan Dasgupta说:“现在市场上没有其他技术可以做到这一点。”

这种方法与其他正在开发的癌症治疗方法有相似之处。我们已经看到了许多关于磁性纳米粒子的例子,这些粒子可以渗透到癌细胞中,并被加热以摧毁它们。今年早些时候有一个有趣的例子,涉及磁性“种子”,旨在取出难以治疗的肿瘤。我们以前也看到过这种类型的思维应用于牙齿卫生,一个研究小组在2019年展示了一种微型机器人,旨在打破覆盖在我们牙齿上的细菌生物膜。

在对小鼠模型进行测试并证明其安全和有效之后,这项新研究的作者希望通过一家名为Theranautilus的分拆公司将该技术商业化。他们还在研究一种专门的医疗设备,牙医可以在根管治疗期间在口腔内部署和控制这些机器人。

Theranautilus公司的联合创始人Ambarish Ghosh说:“我们非常接近在临床环境中部署这项技术,即使在三年前,这也被认为是未来的事情。看到一个简单的科学好奇心如何形成一种医疗干预措施,仅在印度就能影响数百万人,这是一种喜悦。”

这项研究发表在《Advanced Healthcare Materials》杂志上。

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