Microrobots fabricados con nanopartículas de óxido de hierro mejoran la higiene bucal

efecto catalítico

11 de julio de 2022 12:11 Roberto Klatt

Los microrobots hechos de nanopartículas de óxido de hierro pueden limpiar los dientes física y microbianamente. El sistema de robot pronto se probará en humanos.

Filadelfia (Estados Unidos). Alrededor de 3.500 millones de personas en todo el mundo sufren las consecuencias de una mala higiene bucal y tratamientos profilácticos irregulares. Por lo tanto, los científicos de la Universidad de Pensilvania han desarrollado micro-robots que cambian de forma y que pueden mejorar la higiene bucal de los usuarios. Según su publicación en la revista especializada ACS Nano, los pequeños robots fabricados con nanopartículas de óxido de hierro pueden tomar diversas formas y reemplazar cepillos de dientes, hilo dental y enjuagues bucales.

La cooperación interdisciplinaria de los científicos se produjo por casualidad. En consecuencia, los dentistas investigaron el efecto catalítico de las nanopartículas de óxido de hierro, que pueden matar las bacterias que causan caries. Al mismo tiempo, los ingenieros trabajaban en la construcción de microrobots controlados magnéticamente a partir de nanopartículas de óxido de hierro. Cuando los dos grupos de investigación descubrieron que sus proyectos se superponían, decidieron desarrollar conjuntamente un sistema robótico que tiene como objetivo mejorar la higiene bucal.

Mejor higiene bucal a través de nanopartículas

El resultado fue una solución que puede reemplazar cepillos de dientes, hilo dental y enjuague bucal y simplifica la higiene bucal. El innovador sistema de microrobot se puede utilizar con las manos libres. “Las nanopartículas se pueden moldear y controlar de formas sorprendentes con campos magnéticos. Formamos cerdas que pueden estirarse, cepillarse e incluso moverse hacia adelante y hacia atrás a través de un espacio, como el hilo dental. Su funcionamiento es comparable al de un brazo robótico que puede limpiar una superficie. El sistema se puede programar para automatizar el ensamblaje de nanopartículas y el control de movimiento”, explica Edward Steager.

Efecto catalítico de nanopartículas de óxido de hierro

Además, los científicos utilizan el efecto catalítico de las nanopartículas de óxido de hierro para producir sustancias antimicrobianas en la cavidad bucal. Estos combaten las bacterias en la boca y, junto con la limpieza manual, previenen las enfermedades de las encías y las caries. Debido a que el sistema se adapta a las diferentes superficies, llega a todos los rincones de la cavidad bucal, tanto con dientes rectos como con dientes muy desalineados.

En un experimento con modelos de dientes impresos en 3D y dientes humanos reales, los investigadores pudieron determinar que las sustancias antimicrobianas combatían eficazmente las bacterias problemáticas. Además, los estudios en animales muestran que la limpieza física y microbiana no daña los dientes ni el tejido sensible de las encías. Según explican los científicos, el uso de nanopartículas de óxido de hierro en medicina ya ha sido aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA).

optimización del sistema

Los investigadores ahora quieren optimizar aún más el sistema. Usando un campo magnético variable, pueden controlar los movimientos de los micro-robots y determinar la rigidez y la longitud de las cerdas. De esta forma se puede conseguir una limpieza óptima sin agredir las encías. Tan pronto como el sistema esté optimizado, se planean estudios clínicos con humanos.

ACS Nano, doi: 10.1021/acsnano.2c01950