Menü Kapat

Küçük robot ordusu diş plağını kaldırabilir

Diş hekimi ziyareti tipik olarak, dişlerdeki plağı çıkarmak için mekanik aletlerle zaman alıcı ve bazen hoş olmayan bir kazıma gerektirir. Ya bunun yerine, bir diş hekimi bu birikimi hassas ve müdahalesiz bir şekilde gidermek için küçük bir robot ordusu konuşlandırabilirse?

Pennsylvania Üniversitesi’nden mühendisler, diş hekimleri ve biyologlardan oluşan bir ekip, mikroskobik bir robotik temizlik ekibi geliştirdi. Bilim adamları, biri yüzeyler üzerinde, diğeri kapalı alanlarda çalışmak üzere tasarlanmış iki tür robotik sistemle, katalitik aktiviteye sahip robotların, koruyucu bir iskeleye gizlenmiş bakterilerin yapışkan karışımlarını, biyofilmleri ustalıkla yok edebileceğini gösterdi. Bu tür robotik biyofilm giderme sistemleri, su borularını ve kateterleri temiz tutmaktan diş çürümesi, endodontik enfeksiyonlar ve implant kontaminasyonu riskini azaltmaya kadar çok çeşitli potansiyel uygulamalarda değerli olabilir.

Science Robotics’te yayınlanan çalışma, Diş Hekimliği Fakültesi’nden Hyun (Michel) Koo ve Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu’ndan Edward Steager tarafından yönetildi.

Koo, “Bu gerçekten sinerjik ve çok disiplinli bir etkileşimdi” diyor. “Mümkün olan en iyi mikrobiyal eradikasyon sistemini tasarlamak için mikrobiyologların, klinisyen-bilim adamlarının ve mühendislerin uzmanlığından yararlanıyoruz. Bu, antibiyotik sonrası bir çağa yaklaşırken ilaca dirençli biyofilmlerle karşılaşan diğer biyomedikal alanlar için önemlidir.”

Steager, “Dişlerde oluşan biyofilmleri tedavi etmek, hem tüketici hem de profesyoneller tarafından büyük miktarda el emeği gerektirir,” diye ekliyor. “Tedavi seçeneklerini iyileştirmeyi ve bakımın zorluğunu azaltmayı umuyoruz.”

Biyofilmler, bir diş veya bir eklem gibi biyolojik yüzeylerde veya su boruları, implantlar veya kateterler gibi nesneler üzerinde ortaya çıkabilir. Biyofilmlerin oluştuğu her yerde, bakterileri tutan yapışkan matris antimikrobiyal ajanlardan koruma sağladığından, bunların çıkarılması oldukça zordur.

Önceki çalışmalarda, Koo ve meslektaşları, biyofilm matrisini çeşitli kutunun dışında yöntemlerle parçalama konusunda ilerleme kaydetti. Bir strateji, katalitik olarak çalışan, hidrojen peroksiti aktive ederek bakterileri öldürebilen ve biyofilmleri hedeflenen bir şekilde yok edebilen serbest radikalleri serbest bırakan demir oksit içeren nanopartikülleri kullanmak olmuştur.

Penn Dental Medicine ekibi tesadüfen, Penn Engineering’de Steager, Vijay Kumar ve Kathleen Stebe liderliğindeki grupların mikro robotlar için yapı taşları olarak çok benzer demir oksit nanopartiküllerini kullanan bir robotik platform üzerinde çalıştıklarını keşfetti. Mühendisler, bu robotların hareketini manyetik bir alan kullanarak kontrol ederek, onları ip bağlantısız bir şekilde yönlendirmelerine izin veriyor.

Okullar arası ekip birlikte, grubun katalitik antimikrobiyal robotlar veya CAR’lar olarak adlandırdığı, biyofilmleri parçalayabilen ve ortadan kaldırabilen iki tür robotik sistemi tasarladı, optimize etti ve test etti. Birincisi, demir oksit nanopartiküllerinin bir çözelti içinde süspanse edilmesini içerir, bu daha sonra bir yüzeydeki biyofilmleri pulluk benzeri bir şekilde çıkarmak için mıknatıslar tarafından yönlendirilebilir. İkinci platform, nanopartiküllerin üç boyutlu şekillerde jel kalıplara gömülmesini gerektirir. Bunlar, kapalı tüpleri tıkayan biyofilmleri hedef almak ve yok etmek için kullanıldı.

Her iki tip ARABA bakterileri etkili bir şekilde öldürdü, onları çevreleyen matrisi parçaladı ve enkazı yüksek hassasiyetle temizledi. Robotları düz bir cam yüzeyde veya kapalı cam tüplerde büyüyen biyofilmler üzerinde test ettikten sonra, araştırmacılar klinik olarak daha alakalı bir uygulama denediler: İnsan dişinin ulaşılması zor kısımlarından biyofilmin çıkarılması.

Arabalar, bakteriyel biyofilmleri sadece bir diş yüzeyinden değil, aynı zamanda bir dişin erişilmesi en zor kısımlarından biri olan, biyofilmlerin yaygın olarak büyüdüğü kök kanalları arasındaki dar bir koridor olan isthmus’tan da parçalayıp çıkarabildiler.

Koo, “Biyofilmler için mevcut işlemler etkisizdir çünkü bunlar aynı anda koruyucu matrisi bozma, gömülü bakterileri öldürme ve biyolojik olarak bozulmuş ürünleri fiziksel olarak ortadan kaldırma kapasitesine sahip değildir”. “Bu robotlar üçünü de aynı anda çok etkili bir şekilde yapabiliyor ve hiçbir şekilde biyofilm izi bırakmıyor.”

Koo, biyofilmin bozulmuş kalıntılarını ortadan kaldırarak onun tutunma ve yeniden büyüme şansının önemli ölçüde azaldığını söylüyor. Araştırmacılar, bu robotları, biyofilmleri çıkarmak için gitmeleri gereken her yere, bir kateterin içine veya bir su hattına veya ulaşılması zor diş yüzeylerine, kesin olarak yönlendirmeyi öngörüyorlar.

Steager, “Robotları, aktif olarak toplanan bilgilere dayalı eylemler gerçekleştiren otomatik sistemler olarak düşünüyoruz” diyor. Bu durumda, “robotun hareketi, mikro kameralardan veya diğer tıbbi görüntüleme modlarından toplanan biyofilm görüntüleri ile bilgilendirilebilir” diyor.

İnovasyonu klinik uygulamaya taşımak için araştırmacılar, Penn’in Perelman Tıp Fakültesi, Penn Engineering ve Araştırma için Yardımcı Hizmet Ofisi tarafından desteklenen bir girişim olan Penn Sağlık, Cihazlar ve Teknoloji Merkezi’nden destek alıyorlar. . Penn Health-Tech, bilindiği gibi, yeni sağlık teknolojileri yaratma desteği ile seçkin disiplinler arası grupları ödüllendirdi ve robotik platformlar projesi 2018’de destek alanlardan biri oldu.

Penn Health-Tech’in yönetici direktörü Victoria Berenholz, “Ekibin dental tarafta harika bir klinik geçmişi ve mühendislik tarafında harika bir teknik geçmişi var” diyor. “Onları iş tarafında tamamlamak için buradayız. Projede gerçekten harika bir iş çıkardılar.”Kaynak:

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

Call Now Button