میکرو رباتی که دندان را برق می‌اندازد

"بیو فیلم" یا "زیست لایه" اجتماعی از سلول‌های میکروارگانیسمی است که به یک سطح متصل شده‌اند و توسط مواد پلی‌مری خارج سلولی پوشیده شده‌اند. گاهی زیست لایه را می‌توان به عنوان یک استراتژی دانست که بعضی از میکروارگانیسم‌ها از آن استفاده می‌کنند تا بتوانند خود را از اثرات و نیرو‌های زیان‌باری که در محیط طبیعی و بدن میزبان است حفظ کرده و اینگونه شانس بقای خود را افزایش دهند. زیست لایه توسط گروه‌های مختلفی از باکتری‌ها ساخته می‌شود و به علت مشکلاتی که به وجود می‌آورد در پزشکی و صنعت از اهمیت بالایی برخوردار است.

به نوعی می‌توان گفت که بیوفیلم شهر کوچکی از میکروب‌ها است.

بیوفیلم‌ها در همه‌جا تشکیل می‌شود. روی ظرف‌های کثیف، سنگ‌ها، لوله‌ها، تجهیزات جراحی و حتی داخل دهان که به عنوان پلاک‌های دندان تشکیل می‌شوند.

پلاک دندان تجمعی از باکتری‌ها است که در سطوح داخل دهان رشد می‌کند و به صورت لایه‌ای سفید و یا زرد کمرنگ در سطح و بین دندان‌ها دیده می‌شود. گرچه پلاک دندان با بیماری‌های دهانی مانند پوسیدگی دندان مرتبط است، اما تشکیل آن روندی طبیعی و غیرقابل اجتناب است. این تداوم شکل‌گیری و تجمع آن منجر به ایجاد بیماری‌های دهانی می‌شود بنابراین جلوگیری از تجمع پلاک دندان و پاک کردن آن به شکل روزانه از اهمیت بالایی برخوردار است.

البته باید گفت: شکستن این پلاک‌ها امری دشوار بوده و زمان‌بر است؛ بنابراین می‌توان از ربات‌ها برای از بین بردن آن‌ها کمک گرفت.

در این راستا محققان دانشکده دندانپزشکی و مهندسی دانشگاه "پنسیلوانیا" با یکدیگر همکاری کردند تا به بررسی ساخت رباتی بپردازند که سطوح مختلف را از شر باکتری‌ها تمیز کرده و پلاک‌های دندان را تجزیه می‌کند.

مهندسان پروژه از نانوذرات اکسید آهن استفاده کردند و میکروربات‌هایی ساختند که با استفاده از خاصیت مغناطیسی از راه دور کنترل می‌شود.

تیم دندانپزشکی نیز دریافتند که ذرات اکسید آهن می‌تواند واکنش فعالسازی هیدروژن پراکسید را تسریع بخشیده تا به این ترتیب با آزاد شدن رادیکال‌های آزاد، مقاوم‌ترین باکتری‌ها از بین رفته و بیوفیلم‌های سطح دندان شکسته شوند.

این ربات که با اسم مخفف "کار" (CAR) نامگذاری شده است، نه‌تن‌ها بیوفیلم‌های روی دندان را از بین می‌برد، بلکه هیچ اثری از آن‌ها باقی نمی‌گذارد.

محققان دانشگاه "پنسیلوانیا" با آزمایش این ربات کوچک روی دندان انسان به این نتیجه رسیدند که ربات ساخت آن‌ها قادر است سطح بیرونی دندان را به طرز مؤثری پاک کند و علاوه بر آن در نقاطی از دندان مانند کانال‌های بین ریشه‌های دندان که دسترسی به آن‌ها سخت است نیز عملکردی قوی داشته باشد.

نکته قابل این است که وقتی این بیوفیلم‌ها از بین می‌رود تشکیل مجدد آن‌ها بسیار مشکل است. نتایج این پژوهش در مجله "Science Robotics" انتشار یافت.