23. August 2022 – Dank neuer Forschungsergebnisse der University of Pennsylvania könnte Ihre zweimal tägliche Putz- und Zahnseide-Routine eines Tages mit winzigen Mikrorobotern automatisiert werden, die Ihre Zähne für eine individuelle Reinigung schrubben.
Wissenschaftler nutzten Magnetfelder, um Nanopartikel zu winzigen, bürstenartigen Roboterstrukturen zusammenzusetzen, die Biofilme, ein Netzwerk aus Keimen und anderen klebrigen Substanzen, präzise von den Oberflächen der Zähne entfernen. Ihre Ergebnisse beschreiben sie in einem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel ACS-Nano.
Die Mikroroboter verfügen über Borsten, die sich ausdehnen, einziehen, ihre Form ändern und sich horizontal, vertikal und im Kreis bewegen können. Die Borsten können sich an die Zahnstellung jeder Person anpassen und in schwer zugängliche Zwischenräume gelangen.
„Es könnten perfekt ausgerichtete oder falsch ausgerichtete Zähne sein“, sagt Studienautor Hyun (Michel) Koo, DDS, Gründungsdirektor des Center for Innovation & Precision Dentistry an der University of Pennsylvania. „Es wird in jedem Fall funktionieren, weil sie sich an verschiedene Oberflächen, verschiedene Ecken und Winkel anpassen können.“
Während sie deine Zähne schrubben, können diese Borsten auch dabei helfen, Keime abzutöten. Das liegt daran, dass sie aus „Eisenoxid-Nanopartikeln“ hergestellt werden, die Wasserstoffperoxid aktivieren können, um Bakterien abzutöten und Biofilme abzubauen. Ein weiterer Vorteil: Diese Nanopartikel sind billiger und in größerer Menge vorhanden als viele in der Nanotechnologie verwendete Materialien wie Gold und Platin.
„Es ist so ein grundlegendes Material“, sagt Studienautor Edward Steager, PhD, ein Forschungsforscher bei Penn Engineering. „Es ist nicht einmal ein unbedingt ausgefallenes Material.“
Wann werden Ihnen winzige Zahnputzroboter zur Verfügung stehen?
Das Team verpackt die Technologie in einen verbraucherfreundlichen Prototyp, den sie hoffentlich innerhalb eines Jahres fertig haben werden. Aber sie werden wahrscheinlich noch einige Jahre der Erprobung benötigen, bevor die Roboter für den kommerziellen Einsatz bereit sind.
Sobald diese Technologie vollständig entwickelt ist, könnte sie für Menschen mit Behinderungen, ältere Bevölkerungsgruppen oder alle, denen die manuelle Fähigkeit fehlt, sich gut um ihre Mundgesundheit zu kümmern, ein Wendepunkt sein, sagt Koo. Diese Bevölkerungsgruppen werden wahrscheinlich die ersten sein, die das Gerät ausprobieren, dann werden andere folgen.
„Wir haben mit Menschen mit Behinderungen oder einer älteren geriatrischen Bevölkerung begonnen, aber ich denke, am Ende des Tages wollen wir, dass dies für alle verfügbar wird“, sagt Koo.
Diese Innovation könnte die gesamte Mundpflegeindustrie verändern, bemerkt er.
„Die gesamte Technologie der Kontrolle von Zahnplaque wurde nicht unterbrochen für, sagen wir, Jahrhunderte“, sagt Ku. „Ich meine, im Wesentlichen haben Sie ein Borsten-auf-einem-Stiel-Konzept, das seit Anfang der Jahrtausende verwendet wird, wissen Sie, und es ist nicht sehr effektiv, richtig? Bis zu dem Punkt, an dem Sie tatsächlich Zahnseide verwenden und spülen müssen, um sicherzustellen, dass Sie eine wirksame Plaquekontrolle haben. Das wollen wir stören. Wir wollen etwas haben, das benutzerfreundlich ist, Plug-and-Play.“
Zahnseide gibt es seit ein paar hundert Jahren, aber nur etwa ein Drittel der Amerikaner verwendet täglich Zahnseide CDC. Jede Plaque, die nach dem Zähneputzen und der Verwendung von Zahnseide zurückbleibt, gefährdet Ihren Mund.
„Zahnbelag ist die Quelle einer Reihe von Munderkrankungen, von Karies bis hin zu Zahnfleischerkrankungen“, sagt Koo.
Mit einer präzisen und effektiven Methode zur Kontrolle von Munderkrankungen können wir unsere allgemeine Gesundheit schützen, sagt er. In der Tat: Zahnfleischerkrankungen sind Zusammenhang mit Herzkrankheiten und Diabetes.
„Bakterien, die in der Mundhöhle gefunden werden, werden mit Alzheimer in Verbindung gebracht“, sagt Koo. „Es gibt also einen großen Zusammenhang zwischen Mund- und allgemeiner Gesundheit.“