Ganz so weit ist es noch nicht. Dennoch konnten Forschende zeigen, dass ein formwandlungsfähiger Mikro-Roboterschwarm Zahnbelag an menschlichen Zähnen und in Zahnzwischenräumen im Laborversuch effektiv beseitigen kann – ganz ohne Zahnbürste und Zahnseide.
Ein Team der Universität von Pennsylvania hat eine Technologie entwickelt, mit der man in Zukunft automatisiert Zähne reinigen könnte. Dazu verwendeten sie Mikro-Roboter aus Eisenoxid-Nanopartikeln, die sowohl Chemische als auch magnetische Wirkung haben.
Mithilfe einer extra entwickelten Plattform zur elektromagnetischen Steuerung der Mikro-Roboter konnten die Forscher verschiedene Konfigurationen vornehmen und auch antimikrobielle Substanzen an Ort und Stelle gezielt freisetzen. Über ein Magnetfeld konnten sie ihre Bewegung so steuern, dass die Roboter entweder borstenartige Strukturen bilden, die Zahnbelag von den Zahnflächen entfernen, oder längliche Fäden, die wie Zahnseide in die Zwischenräume gleiten.
Experimente mit diesem System an künstlichen und echten menschlichen Zähnen zeigen: Die Robotereinheiten können sich unabhängig von der Zahnstellung verschiedenen Formen anpassen, um Zahnbelag nahezu komplett zu beseitigen. Dies wurde bislang allerdings lediglich im Laborversuch und nicht in einem menschlichen Mund erprobt. Die Eisenoxid-Nanopartikel sind von der US-Gesundheitsbehörde FDA für andere Anwendungen zugelassen. Tests der Borstenformationen an einem Tiermodell zeigten, dass sie das Zahnfleischgewebe nicht schädigen. Um die Technologie auch klinisch einsetzbar zu machen, arbeitet das Team weiter an der Optimierung der Roboterbewegungen und erprobt verschiedene mundgerechte Vorrichtungen.
Die Vision der Forschenden ist, das System so weiterzuentwickeln, dass vor allem Nutzer davon profitieren, denen die manuelle Geschicklichkeit fehlt, um ihre Zähne selbst effektiv zu reinigen. Dies soll in Zukunft möglich sein, da das System kann so programmiert werden kann, dass es die Montage der Partikel und die Bewegungssteuerung automatisch durchführt.
Original Puplikation
Oh MJ, Babeer A, Liu Y, Ren Z, Wu J, Issadore DA, Stebe KJ, Lee D, Steager E, Koo H. Surface Topography-Adaptive Robotic Superstructures for Biofilm Removal and Pathogen Detection on Human Teeth. ACS Nano. 2022 Jun 28. doi: 10.1021/acsnano.2c01950. Epub ahead of print. PMID: 35764312. doi.org/10.1021/acsnano.2c01950
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