Un microrobot che cambia forma potrebbe un giorno essere utilizzato come spazzolino, colluttorio e filo interdentale in un'unica soluzione. La tecnologia, sviluppata da un team multidisciplinare dell'Università della Pennsylvania, mira a fornire un nuovo metodo automatizzato per completare le quotidiane operazioni di pulizia dentale. Il sistema potrebbe essere particolarmente prezioso per chi non ha la manualità necessaria per lavarsi i denti in modo efficace.
I microrobot sono costituiti da nanoparticelle di ossido di ferro con proprietà catalitiche e magnetiche. I ricercatori hanno usato un campo magnetico per guidare il loro movimento e la loro forma.
Di volta in vola queste strutture possono spazzare via la placca dentale dalle superfici dei denti più grandi con una forma da spazzolino, o infilarsi tra i denti in forma di fili sottili, come un filo interdentale. In entrambi i casi, una reazione catalitica spinge le nanoparticelle a produrre antimicrobici che uccidono in loco i batteri orali dannosi.
I test dei microrobot "spazzolino"
In uno studio proof of concept pubblicato su ACS Nano (ve lo linko qui), i ricercatori dell'Università della Pennsylvania hanno dimostrato che questo metodo elimina efficacemente la placca che può causare carie e malattie gengivali.
"L'igiene orale di routine può rappresentare una sfida per molte persone con difficoltà nei movimenti", dice Hyun (Michel) Koo, professore di Odontoiatria presso la Penn's School e co-autore dello studio. "Bisogna lavarsi i denti con uno spazzolino, poi usare un filo interdentale, quindi risciacquare. Gesti che per tante persone sono semplici, per altre molto difficili. Questo sistema robotico può fare tutte e tre le fasi a mani libere e in automatico".
"Le nanoparticelle possono essere studiate e manipolate in molti modi usando i campi magnetici", dice Edward Steager, altro coautore dell'articolo. "Facciamo funzionare queste particelle proprio come piccole braccia robotiche che puliscono una superficie. Opportunamente programmato, questo sistema può svolgere l'intera operazione in modo automatico".
L'igiene orale fa un salto in avanti
Il design dello spazzolino è rimasto relativamente invariato per millenni. Abbiamo aggiunto dei motorini elettrici, ma il concetto di base (setole in cima a un bastoncino da passare sui denti) è lo stesso da sempre.
Qualche anno fa, i ricercatori di due diversi team della Penn fecero una scoperta quasi per errore. Per ragioni diverse erano entrambi interessati alle nanoparticelle di ossido di ferro. Il gruppo di Koo fu incuriosito dalla loro attività catalitica, e pubblicò uno studio (eccovelo qui) sulla loro capacità di attivare il perossido di idrogeno per uccidere i batteri che causano la carie. Nel frattempo Steager e colleghi ingegneri stavano esplorando queste nanoparticelle come elementi costitutivi di microrobot a controllo magnetico (eccovi qui il loro studio).
Come si dice? Il futuro è già qui, solo che non è ben distribuito.
Mettete insieme i due studi e avrete un risultato incredibile. Una piattaforma per controllare elettromagneticamente dei microrobot che assumono le forme i strumenti per la pulizia dei denti.
Di TUTTI i tipi di denti.
"Non importa se hai denti dritti o disallineati, lo spazzolino robotico si adatterà a diverse superfici", afferma Koo. "Il sistema può adattarsi a tutti gli angoli e le fessure della cavità orale."
I ricercatori hanno testato questo sistema praticamente ovunque. Su piastre di un materiale simile al dente. Poi su modelli dentali stampati in 3D. Infine su veri e propri denti umani. Ogni volta il sistema ha funzionato alla perfezione, liberando la superficie da tutti i patogeni rilevabili.
Le punte delle setole della configurazione "a spazzolino" sono sufficientemente solide da rimuovere la placca ma sufficientemente morbide da evitare danni alle gengive.
Il futuro dei "robot spazzolino"
L'adattabilità del sistema, secondo i ricercatori, potrebbe renderlo sufficientemente sensibile per l'uso clinico e personalizzato, potendosi adattare a qualunque tipologia di dentatura. Nuovi test sono in corso e si avvicina il primo impiego su volontari.
"Questa tecnologia è efficace come l'azione tradizionale di pulizia dei denti, ma è totalmente automatica e non richiede destrezza manuale. Aiuterà persone con disabilità e popolazione geriatrica".
Più avanti negli anni, probabilmente metteremo in bocca una sorta di "polpa" magnetica, ci poggeremo su un dispositivo e ci ripulirà alla perfezione i denti in pochi secondi. Sembra fantascienza, vero? Beh, anche la radio per un uomo del 1700 doveva sembrare così.
