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

Los microbots fabricados con nanopartículas de óxido de hierro pueden limpiar los dientes física y microbianamente. El sistema robótico pronto se probará en humanos.

Filadelfia (Estados Unidos). Cerca de 3.500 millones de personas en todo el mundo sufren las consecuencias de una mala higiene bucal y tratamientos profilácticos irregulares. Luego, los científicos de la Universidad de Pensilvania desarrollaron microrobots que cambian de forma y que pueden mejorar la higiene bucal de los usuarios. Según su publicación en la revista comercial ACS Nano, los pequeños robots hechos de nanopartículas de óxido de hierro pueden tomar varias formas y reemplazar cepillos de dientes, hilo dental y enjuague bucal.

La colaboración interdisciplinar de científicos surgió por casualidad. Como resultado, los dentistas estudiaron 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 gracias a las 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 modelar 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 si se usara 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 oral. Combaten las bacterias de la boca y, junto con la limpieza manual, previenen las enfermedades de las encías y las caries. Como el sistema se adapta a diferentes superficies, llega a todos los rincones y grietas de la cavidad oral, ya sea con dientes rectos o 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 es posible obtener una limpieza óptima sin agredir las encías. Tan pronto como el sistema esté optimizado, se planean ensayos clínicos con humanos.

ACS Nano, doi: 10.1021 / acsnano.2c01950