Nanoboty nie są nowym pomysłem, bo już od lat przewijają się w śmiałych koncepcjach wynalazców na to, jak uporać się z dręczącymi ludzkość problemami zdrowotnymi. Sposobów wykorzystania ich w higienie jamy ustnej jednak brakowało. Aż do teraz: jedne wykorzystują wysoką temperaturę, by rozprawić się z drobnoustrojami, a inne formują zmiennokształtną szczoteczkę, która usunie osad i bakterie.

Reklama

Rozgrzane nanoboty w zębach

Naukowcy z Indian Institute of Science opracowali pomysł na mikroskopijne cząstki, które mają wyręczyć nas w myciu zębów, a co więcej – zapobiegać rozwojowi groźnych chorób. W założeniu wynalazców działają one bezpośrednio w głębi zęba, gdzie niszczą bakterie odpowiadające choćby za niepowodzenie leczenia kanałowego. Według szacunków w jednym kanaliku zębinowym o przekroju od 1 do 3 mikrometrów zmieści się aż 4000 takich nanobotów.

Opracowane cząstki mają spiralny kształt i wykonane są z warstw srebra i dwutlenku krzemu pokrytych powłoką z żelaza, co jest ważne, bo system sterowania polega na odpowiednim kształtowaniu pola magnetycznego. Na razie testy przeprowadzono, wprowadzając nanoboty do pobranych próbek zębów. Jak zapewniają badacze – z sukcesem.

– Bezpośrednią przyczyną wielu problemów z zębami jest szkodliwe działanie chorobotwórczych bakterii, które powodują nie tylko próchnicę, ale też przewlekłe zapalenie przyzębia, powszechnie zwane paradontozą, jak również szereg powikłań, wśród których możemy wymienić zapalenie miazgi czy ropnie okołowierzchołkowe. Obecnie mamy leki i metody, by sobie z nimi radzić, ale zawsze istnieje ryzyko rozwoju komplikacji. Nowe metody powinny dawać większą szansę pacjentowi na wyleczenie, zmniejszając przy tym ryzyko powikłań – komentuje lek. dent. Ryszard Górkiewicz z Dentim Clinic Medicover w Bydgoszczy.

Nanobotom indyjskich naukowców jednak daleko do samodzielnych mechanizmów wyposażonych w mikroskopijne narzędzia, które same będą wiedziały, w jakie miejsce w zębie pacjenta dotrzeć i jak działać, by osiągnąć leczniczy cel. Na ten moment są to mikroskopijne cząstki sterowane zewnętrznie. Za pomocą fal magnetycznych operator umiejscawia je w głębi kanałów i podgrzewa. Hindusi jednak zapewniają, że ich wynalazek pozwala dotrzeć na 2000 mikrometrów w głąb kanalików zęba (w porównaniu do obecnie stosowanych, nawet najbardziej zaawansowanych, metod, gdzie ta liczba to zaledwie 800 mikrometrów).

– Bakterie lokujące się w zmineralizowanych tkankach zęba mogą stanowić przeszkodę w skutecznym leczeniu kanałowym. Nie dociera tam krew, a więc nie działają siły obronne organizmu. Pozbycie się ich da szansę na podniesienie skuteczności leczenia – zauważa dentysta.

Mikroszczoteczkowe boty

Naukowcy z uniwersytetu w Pensylwanii (USA) mają inny pomysł na wykorzystanie mikroskopijnych botów – ich siłą będzie wspólne działanie, bo łącząc się, stworzą szczoteczkę, która dotrze do najtrudniej dostępnych zakamarków. Spomiędzy zębów wymiotą bakterie, osad i resztki jedzenia, zastępując jednocześnie szczoteczkę, płukankę i nitkę do zębów.

Amerykańskie nanoboty wykonane są z tlenku żelaza, dzięki czemu – podobnie jak w indyjskim rozwiązaniu – będą mogły być sterowane falami magnetycznymi, ale też będą miały właściwości katalityczne, czyli niezwykle ważne dla skuteczności leczenia działanie przeciwdrobnoustrojowe.

Jak wykazały pierwsze eksperymenty, modułowa struktura jest na tyle elastyczna, by dokładnie usunąć biofilm z powierzchni zębów.

– Spoglądając pod mikroskopem na proces tworzenia się płytki nazębnej, można dostrzec, że już kilkadziesiąt minut po umyciu zębów odkłada się na ich powierzchni tzw. osłonka nabyta, czyli formacja ze związków i białek zawartych w ślinie. Ma ona chronić zęby przed kwasami. Z drugiej strony, stanowi ona też matrycę dla bakterii bytujących w jamie ustnej. Jeśli zębów nie myjemy, to wraz z drobnoustrojami odkładają się w niej również związki mineralne i powstaje kamień nazębny. Dlatego tak ważne jest regularne szczotkowanie – opisuje lek. dent. Ryszard Górkiewicz.

Nanoboty mogą formować szczoteczkę, ale też konstrukcje w kształcie nici, która dotrze zarówno do przestrzeni międzyzębowych, jak i przydziąsłowych. Sterowanie polem magnetycznym pozwala też naukowcom budować inne, bardziej skuteczne przestrzenne struktury, które poradzą sobie z trudnymi do usunięcia osadami. Jedną z najważniejszych zalet zastosowanego materiału jest zdolność do wytwarzania wolnych rodników, przez co nanocząstki eliminują patogenne drobnoustroje. To daje możliwość m.in. celowanej terapii, która obejmie jedno wskazane miejsce lub zakres tkanek pacjenta dotkniętych procesem chorobowym.

– W medycynie liczy się precyzja, więc jeżeli jest technologia, która pomoże pacjentowi uporać się z bakteriami będącymi przyczyną próchnicy czy paradontozy i zrobi to tak dokładnie, że obejmie tylko chore tkanki, to ma ona spory potencjał. Nawet niewprawnie szczotkując zęby tradycyjną szczoteczką, możemy spowodować recesję dziąseł, która poskutkuje nadwrażliwością – mówi ekspert Dentim Clinic Medicover.

Naukowcy z amerykańskiego uniwersytetu zauważają jeszcze jedną korzyść, tym razem dla seniorów, którzy, wydawałoby się, mogą być na bakier z technologią – przy ograniczeniu ruchomości stawów, a przez to trudnościach w posługiwaniu się szczoteczką, nanoboty będą dla nich po prostu wygodniejsze. U osób starszych higiena jamy ustnej jest szczególnie ważna, bo wpływa na kondycję całego organizmu.

– Na pewno potrzeba jeszcze wielu badań i eksperymentów z nanobotami. Jest to niewątpliwie technologia przyszłości, która może zmienić wygląd codziennej higieny i przebieg wizyty w gabinecie. Pacjenci z pewnością będą mieli obawy związane z wprowadzaniem do organizmu nieznanych urządzeń i też ze sposobem ich wyciągnięcia z powrotem – konkluduje dentysta.

Jak zapewniają badacze, nanoboty stomatologiczne to dopiero początek odkryć i wynalazków w tym kierunku i już mają pomysły na kolejne udoskonalenia: m.in. uwalnianie przez nie aktywnych substancji leczniczych dokładnie w miejscu chorobowo zmienionym.