In via di sviluppo un sistema microrobotico per l’igiene orale

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In via di sviluppo un sistema microrobotico per l’igiene orale

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Ricercatori statunitensi hanno recentemente sviluppato un sistema microrobotico costituito da nanoparticelle in grado non solo di lavare i denti, ma anche di usare il filo interdentale e di risciacquare i denti in un unico passaggio, aiutando a eliminare efficacemente il biofilm.

PHILADELPHIA, Pennsylvania, USA: Una buona routine di igiene orale richiede manualità e può essere difficile per gli anziani e le persone con disabilità. Tuttavia, ricercatori statunitensi hanno recentemente sviluppato un sistema microrobotico in grado di spazzolare, usare il filo interdentale e risciacquare i denti, nonché trattare e rimuovere i batteri che causano la carie dentale.

Nel loro studio “proof-of-concept”, un team multidisciplinare di ricercatori della School of Dental Medicine e della School of Engineering and Applied Science dell’Università della Pennsylvania ha ideato sovrastrutture robotiche adattabili alle topografie superficiali realizzate con nanoparticelle di ossido di ferro che hanno due proprietà uniche. In primo luogo, sono magnetiche, quindi è possibile manipolare il loro movimento e controllarne la configurazione per formare varie forme, inclusa una che assomiglia alle setole e un’altra che ricorda il filo interdentale. In secondo luogo, sono catalitiche e possono quindi attivare il perossido di idrogeno per creare un risciacquo antimicrobico che può uccidere istantaneamente i batteri orali dannosi e degradare il biofilm.

«Immaginate persone con disabilità fisiche e mediche o gli anziani che non hanno la manualità per spazzolare e usare il filo interdentale. Questo è un importante bisogno insoddisfatto al fine di aiutarli con la loro igiene orale», ha detto a Dental Tribune International (DTI) il coautore Prof. Hyun Michel Koo del Dipartimento di Ortodonzia della Penn Dental Medicine.

 Tecnologia di spazzolamento rivoluzionario
Discutendo sulla motivazione dello studio, il Prof. Koo ha detto a DTI che, oltre a facilitare lo spazzolamento dei denti per gli anziani o le persone con disabilità, i ricercatori miravano a far progredire la tecnologia di spazzolamento. «Il design dello spazzolino da denti, essenzialmente delle “setole su un bastoncino”, è rimasto relativamente invariato per secoli. Richiede operazione manuale e destrezza e non è completamente efficace. È una tecnologia che non è stata interrotta per decenni».

Il sistema robotico è personalizzabile, il che significa che la rigidità e la lunghezza delle setole possono essere facilmente controllate per renderle sufficientemente solide nella rimozione del biofilm ma sufficientemente morbide da evitare danni alla gengiva. Inoltre, il sistema può adattarsi alla specifica topografia del dente della bocca in questione. La spazzola robotica può estendersi, spazzare con movimenti diversi e spostarsi avanti e indietro.

Formando radicali idrossilici in presenza di perossido di idrogeno (H2O2), le nanoparticelle, che hanno anche proprietà magnetiche, possono eliminare efficacemente la placca dentale.

«Tutte queste caratteristiche insieme forniscono una notevole capacità di pulire i denti attorno al margine gengivale, tra i denti e altre aree difficili da raggiungere, portando alla completa rimozione della placca», ha spiegato il Prof. Koo.

Alla luce della sua innovazione rivoluzionaria, i ricercatori sono convinti che il sistema «interromperà le modalità attuali e farà progredire notevolmente l’assistenza sanitaria orale».

I ricercatori stanno attualmente lavorando per ottimizzare ulteriormente i movimenti dei robot e per introdurre l’innovazione nelle cliniche dentali. Una delle opzioni disponibili sarebbe quella di fornire i microrobot dei pazienti attraverso dispositivi di adattamento alla bocca.

Applicazioni oltre l’odontoiatria
Il Prof. Koo ha osservato che la flessibilità del sistema ne consente l’utilizzo in vari contesti, compreso il trattamento delle infezioni endodontiche e la disinfezione del canale radicolare. Inoltre, il sistema offre applicazioni oltre l’odontoiatria. «I microrobot possono essere adattati per rimuovere il biofilm che infetta i dispositivi medici, come impianti ortopedici», ha concluso il Prof. Koo.

Lo studio, intitolato “Surface topography-adaptive robotic superstructures for biofilm Removal and Agent Detection on human teeth”, è stato pubblicato online il 28 giugno 2022 su ACS Nano, prima dell'inclusione in un numero.

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