可以深干牙的微小机器人
印度科学研究所(IISC)研究人员的一项新研究和IISC孵化的初创公司Theranautilus显示,使用磁场操纵的纳米尺寸机器人可以帮助杀死牙本质管内深处的细菌,并增强根管治疗的成功。
常规进行根管治疗以治疗数百万患者的牙齿感染。该过程涉及清除牙齿内部的软组织,称为果肉,并用抗生素或化学物质冲洗牙齿以杀死牙齿细菌这会导致感染。但是很多时候,治疗方法无法完全清除所有细菌,尤其是抗生素耐药细菌例如肠球菌粪便(肠球菌)隐藏在称为牙本质小管的牙齿中的微观管中。
纳米科学与工程中心(Censeering of Cense and Engineering Center)的Shanmukh Srinivas解释说:“牙本质小管非常小,细菌居住在组织深处。当前技术不够有效,无法一直进入内部并杀死细菌。”),IISC和Theranautilus的联合创始人。
在发表的研究中先进的医疗保健材料,研究人员设计了由二氧化硅涂有铁,可以使用产生低强度磁场的设备来控制。然后将这些纳米机器人注入提取的牙齿样品中,并使用显微镜跟踪它们的运动。
通过调整磁场的频率,研究人员能够使纳米机器人随意移动,并深入牙本质小管内。Srinivas说:“我们还确定我们可以检索它们……我们可以将它们从患者的牙齿中拉出来。”
至关重要的是,团队能够操纵磁场为了使纳米机器的表面产生热量,可以杀死附近的细菌。Cense的研究助理,Theranautilus的另一位联合创始人Debayan Dasgupta说:“市场上没有其他技术可以做到这一点。”
以前,科学家使用过超声波或激光脉冲为了在用于冲洗细菌和组织碎屑的流体中产生冲击波,以提高根管处理的效率。但是这些脉冲只能渗透到800微米的距离,并且它们的能量迅速消散。纳米机器人能够进一步渗透到2,000微米。研究人员说,使用热杀死细菌还为刺激性化学物质或抗生素提供了更安全的替代品。
Theranautilus在Cense教授Ambarish Ghosh实验室中进行了数年的磁性纳米颗粒工作数年。他的小组以及合作者以前已经表明,这种纳米颗粒可以陷阱并使用光线移动物体,游泳血液和内部活细胞,坚持癌细胞。Dasgupta说:“这些研究表明它们可以安全地用于生物组织。”
该团队已经测试了小鼠模型中的牙科纳米机器人,发现它们是安全有效的。他们还致力于开发一种可以轻松适合口腔内部的新型医疗装置,并让牙医在根管治疗期间注射和操纵牙齿内的纳米机器人。
“我们非常接近将这项技术部署到临床上,甚至三年前也被认为是未来派的,”戈什说。“看到一个简单的科学好奇心如何变成一个很高兴医疗干预这可能会影响仅印度的数百万人。”
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