2022. 05. 17. - 09:50
Apró robotok tisztíthatják mélyen a fogakat
Meglepő új felfedezést tettek a kutatók: a mágneses térrel manipulált, nanoméretű robotok segíthetnek elpusztítani a baktériumokat az ún. dentintubulusok mélyén, fokozva a gyökérkezelések sikerét.
Miniatűr robotok tisztíthatják a jövőben mélyen a fogakat. Kutatók felfedezték, hogy a mágneses térrel manipulált, nanoméretű robotok segíthetnek elpusztítani a baktériumokat az ún. dentintubulusok mélyén és fokozhatják a gyökérkezelések sikerét.
A dentinális tubulusok a dentin rétegen keresztül, a medulláris üregtől a dentin-zománc határáig találhatók meg. Folyadékkal telt csatornák, melyekbe a velőüreg felé néző oldalon vakon idegvégződések nyílnak.
A tanulmányt az Indian Institute of Science (IISc) tudományos intézet és a vele együttműködő Theranautilus startup kutatói készítették.
Mint az sokaknak ismerős lehet, gyökérkezelést rutinszerűen végeznek a fogfertőzések kezelésére a pácienseknél.
Miniatűr robotok tisztíthatják a jövőben mélyen a fogakat
Az eljárás során eltávolítják a fog belsejében lévő fertőzött lágyszövetet, az úgynevezett pulpát, és a fogat antibiotikumokkal vagy vegyszerekkel öblítik, hogy elpusztítsák a fertőzést okozó baktériumokat.
Sokszor azonban a kezelés nem képes teljesen eltávolítani az összes baktériumot – különösen az antibiotikum-rezisztenseket, mint amilyen az Enterococcus faecalis. Ezek rejtve maradnak a fog mikroszkopikus csatornáiban, az úgynevezett dentintubulusokban.
„A dentintubulusok rendkívül kicsik, a baktériumok pedig a szövet mélyére húzódnak be. A jelenlegi technikák nem elég hatékonyak ahhoz, hogy teljesen bejussanak ezekbe és elpusztítsák a baktériumokat” - magyarázza Shanmukh Srinivas, a Nanotudományi és Mérnöki Központ (CeNSE) kutatója, az IISc, valamint a Theranautilus társalapítója.
Az Advanced Healthcare Materials-ban közzétett tanulmányban a kutatók vassal bevont szilícium-dioxidból készült spirális nanobotokat terveztek, amelyek kis intenzitású, mágneses teret generáló eszközzel vezérelhetők.
Ezeket a nanobotokat ezután kivont fogmintákba fecskendezték és mozgásukat mikroszkóppal követték nyomon.
A mágneses tér frekvenciájának beállításával a kutatók képesek voltak tetszés szerint mozgatni a nanobotokat és mélyen behatolni a dentintubulusokba.
„Megállapítottuk, hogy ki tudjuk hozni őket, azaz képesek vagyunk kihúzni a páciens fogai közül” – mondta Srinivas.
Kulcsfontosságú, hogy a kutatócsapatnak sikerült manipulálnia a mágneses mezőt, így a nanobotok felülete hőt termelt, s ez elpusztíthatja a közelben lévő baktériumokat.
„Jelenleg a piacon egyetlen más technológia sem képes erre" – szögezte le Debayan Dasgupta, a CeNSE kutatási munkatársa, a Theranautilus másik társalapítója.
A tudósok korábban ultrahang- vagy lézerimpulzusokat használtak lökéshullámok létrehozására a baktériumok és szöveti törmelékek kiöblítésére alkalmazott folyadékban, hogy javítsák a gyökérkezelés hatékonyságát. Ezek az impulzusok azonban csak 800 mikrométer távolságig tudnak behatolni és energiájuk hamar eloszlik.
A nanobotok ellenben sokkal tovább – akár 2000 mikrométerig – képesek a behatolásra.
A kutatók szerint a hő felhasználása a baktériumok elpusztítására biztonságosabb alternatívát jelent az erős vegyi anyagok vagy az antibiotikumok helyett.
A Theranautilust egyébként a mágneses vezérlésű nanorészecskékkel kapcsolatos, több éves munka során alapították, melyeket Ambaris Ghosh, a CeNSE professzora laboratóriumában végeztek.
Csoportja és munkatársai már korábban kimutatták: az ilyen nanorészecskék képesek csapdába ejteni és elmozdítani a tárgyakat fény segítségével. Átúsznak a véren és az élő sejtek belsejében és erősen tapadnak a rákos sejtekhez. „A vizsgálatok kimutatták, hogy a biológiai szövetekben való felhasználásuk biztonságos” – emelte ki Dasgupta.
A kutatócsoport egérmodelleken tesztelte a fogászati nanobotokat - biztonságosnak és hatékonynak találta őket.
Dolgoznak ugyanakkor egy újfajta orvosi eszköz kifejlesztésén is, amely könnyen beilleszthető a szájba és fogorvos számára megoldja, hogy a fogakba fecskendezze és manipulálja a nanobotokat a gyökérkezelés során.
„Igen közel állunk ahhoz, hogy ezt a technológiát klinikai környezetben alkalmazzuk, ami még 3 évvel ezelőtt is futurisztikusnak számított” – mondta el Ghosh.
Hozzátette: öröm látni, hogyan formálódik egy egyszerű tudományos kíváncsiságból olyan orvosi beavatkozás, amely csak Indiában emberek millióira lehet hatással.
L.A.
