Na vývoji mikroskopických zubařských robotů pracují experti na nanotechnologie z Pensylvánské univerzity. Vytvořili dva typy těchto stroječků, jeden na práci v otevřených prostorách, druhý specializovaný na uzavřené dutiny.
Vědci prokázali v laboratorních podmínkách, že společně jsou tito roboti schopní ničit biofilmy, tedy lepkavé povrchy bakterií, které se umí chránit společně před poškozením. Tento postup má velké množství použití, především v medicíně, ale také v dalších oborech.
Autoři objevu hovoří například o tom, že by se dal využít u autonomního čištění potrubí a trubek, ale také na odstraňování biologického povlaku v katetrech. A také by mohly bránit poškození zubů plakem, který je jednou z příčin vzniku kazů.
Od zubů po potrubí
Vědci svůj výzkum zveřejnili v odborném časopise Science Robotics. „Jednalo se o synergickou a multidisciplinární spolupráci,“ popsali. „Využili jsme zkušeností mikrobiologů, lékařů i inženýrů, abychom vytvořili ten nejlepší možný systém na likvidaci mikrobů. Je to ale důležité i pro mnoho dalších oborů biomedicíny, protože čelíme stále většímu množství biofilmů odolných vůči antibiotikům,“ uvedli.
Zbavit se biofilmů, které se vyskytují na zubech, je velmi náročné – jak pro pacienta, tak pro experta. Zubní plak je měkká a do jisté míry neviditelná vrstva, která se tvoří na zubech a hlavně na okrajích dásní. Usazují se v ní mimo jiné mikroorganismy způsobující rozklad sacharidů na organické kyseliny, které spolu s bakteriálními enzymy odvápňují sklovinu, což způsobuje zubní kaz.
Odstranit takové povlaky je nesmírně složité, jsou schopné ukládat se a udržet díky tomu, jak jsou v nich mikroorganismy uspořádané. Stejný vědecký tým se pokoušel najít netradiční cesty k jejich zničení už dříve, ale žádný ze způsobů nebyl příliš účinný.
Navádění magnetem
Roboti, které na místo navádí magnetické pole, se v laboratorních testech osvědčili na jedničku. V plaku totiž fungují jako škrabka, která pomocí částic oxidů železa nános spolehlivě likviduje. Poté, co se tento přístup podařilo aplikovat v laboratorních podmínkách při likvidaci biofilmů v Petriho miskách, vyzkoušeli ho vědci také v reálném lidském zubu.
„Dnešní ničení biofilmů není dost efektivní, protože neumí současně likvidovat ochrannou vrstvu, zabíjet bakterie a ještě odstraňovat zbytky. Roboti mohou dělat všechny tři tyto činnosti velmi efektivně, nezbude po nich ani špetka biofilmu,“ uvedli výzkumníci v tiskové zprávě.
A právě to je zásadní – pokud totiž zbude na zubu byť jen trošku této biologické hmoty, velmi snadno se na ní mikroorganismy znovu namnoží.
Vědci by rádi, aby jejich roboti pracovali autonomně; sami se rozhodovali, jaká místa mají ošetřit. Informace by měli získávat od dalších robotů vybavených kamerami. Tímto způsobem by se mohly dát chránit nejen zuby, ale především velké systémy trubek, kam se jinak lidé jen těžko dostávají.