2022. 08. 16. - 09:29
Sokoldalú platform segíthet - Mikrorobotika a gyökérkezelésben
A kutatások ma már használják a gyökérkezelésben a mikrorobotikát. Egy platform arra is képes, hogy a helyszínen antimikrobiális szereket bocsásson ki a lepedék hatékony kezelésére és eltávolítására.
A gyökércsatorna-rendszer klinikai szempontból az egyik legnagyobb kihívást jelentő terület a szájüregben, szabálytalanságai, anatómiai sajátosságai miatt – kezelésében ma már a mikrorobotika is alkalmazható.
Mivel igen összetett, a csatornák zugaiból teljesen ki nem tisztult biofilm továbbra is vezető oka lehet annak, hogy a kezelés sikertelen, vagy tartós endodonciai fertőzések alakulnak ki. Korlátozottak az eszközök a fertőtlenítés diagnosztizálására vagy értékelésére.
A klinikusok azonban a jövőben új eszközt alkalmaznak ennek kiküszöbölésére, a mikrorobotok formájában.
Cikkünk első felében arról esett szó, hogy a Penn Dental Medicine és az Innovációs és Precíziós Fogászati Központ (CiPD) kutatói egy koncepcionális tanulmány során ki tudták mutatni: a mikrorobotok ellenőrzött pontossággal hozzáférnek a gyökércsatorna nehezen elérhető felületeihez, kezelik és megbontják a biofilmeket, s akár minták kinyerését is lehetővé teszik diagnosztika céljából.
Sokoldalú platform segíthet - Mikrorobotika a gyökérkezelésben
Ez a mikrorobotikai rendszer a Penn Dental Medicine és a Penn Engineering együttműködésének eredménye. Az ACS Nano-ban nemrég elvégzett külön tanulmány során dr. Koo és munkatársai megalkották a mikrorobotok elektromágneses vezérlésére szolgáló platformot, amely lehetővé tette a vas-oxid nanorészecskék (NP-k) mikrorajai számára, hogy különböző konfigurációkat vegyenek fel – ezzel pedig a helyszínen antimikrobiális szereket bocsássanak ki a lepedék hatékony kezelésére és eltávolítására.
„Jól láthatók a mikrorobotikai rendszerek lehetséges alkalmazási lehetőségei az otthoni szájápolásban és a fogorvosi rendelőben is. A klinikusok számára pontosabb és hatékonyabb eszközök jönnek létre” – mondta dr. Koo.
Ahhoz, hogy meghatározzák az endodonciai mikrorobotikus rendszerek hatékonyságát a biofilm megbontásában és a gyökércsatornából való kinyerésében, a kutatók kísérleteket végeztek függőlegesen elhelyezett 3D nyomtatott fogmásolatokon, együttműködve dr. Bekir Karabucakkal, a Penn Dental Medicine Endodontiai Osztályának elnökével.
A fogmásolat belsejében endodontikus baktériumokat - Streptococcus gordonii, Enterococcus faecalis, Fusobacterium nucleatum és Actinomyces israelii – tartalmazó, vegyes fajú biofilmet készítettek, majd az NP szuszpenziót a gyökércsatornába juttatták.
Elektromágnesek segítségével vas-oxid nanorészecskék mikrorajait hozták létre és pontosan szabályozták azokat, hogy megzavarják a biofilmet. Az összegyűjtött biofilm elemzése során a szakemberek megállapították: mind a négy faj kimutatható. Mikroszkóppal úgy tűnt, hogy az összes nanorészecske eltávolítható a gyökércsatornából.
A második tesztelt rendszer a vas-oxid NP-k rugalmasságát használja ki építőelemként és egy öntött robotrendszer létrehozását foglalja magában.
A puha, dugóhúzó-szerű alakzatok helikoid formájában (két spirál egy központi tengely körül) 3D-s nyomtatással készültek, azokat NP-be ágyazott géllel töltötték meg. Mágneses mező segítségével kimutatták, hogy a helikoidok nagy hatékonysággal mozognak a csatornán keresztül, hogy elérjék a biofilm kémiai és mechanikai megszakítását. Különösen figyelemre méltó az a képesség, hogy a helikoidokat terápiás szerekkel töltik fel a célzott gyógyszerbejuttatás érdekében a gyökércsatorna csúcsi régiójában, ahol a fertőzés a környező szövetek közvetlen közelében található.
A kutatócsoport emellett megmutatta a mikrorobotok valós idejű nyomon követésének egyedülálló képességét a meglévő képalkotó technológiák, például az intraorális szkenner, a fogászati röntgen és a kúpos komputertomográfia segítségével – ezek képesek voltak megtalálni a helicoidokat az ép fogcsatornában.
„Fontos, hogy egy ex vivo modellben demonstráltuk: a robotokat a mágneses tér vezérelheti anélkül, hogy a fogakat körülvevő lágy és kemény szövet megszakítaná ezt. Ezen túlmenően óriási manőverezési képességet mutattak a csatorna tetejétől az aljáig” – jegyezte meg dr. Karabucak, hozzátéve, hogy mindkét vizsgált endodonciai rendszer mágneses terét egy apró eszköz generálja a szájüregben.
A felfedezés több területen is használható lehet. Az endodonciai kezelés és a szövetregeneráció javításának lehetőségével a kutatók úgy látják, a technológia széles körben alkalmazható az orvostudományban és az iparban.
„Az orvosi eszközök, például a katéterek fertőtlenítésétől a tiszta vízvezetékek biztosításáig ez a technológia lehetőséget rejt magában a fogorvosláson túlmutató területek átalakítására. Ez megzavarhatja a jelenlegi módozatokat az egyes tudományágakban” – mondta dr. Koo.
L.A.
