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Ein Schwarm aus mikroskopisch kleinen Robotern könnte eines Tages die Zahnpflege, so wie wir sie kennen, revolutionieren und damit Zahnbürsten, Mundspülung sowie Zahnseide ersetzen. Diese neue Technologie wird aktuell an der University of Pennsylvania entwickelt und erprobt. Besonders für Personen, die körperlich eingeschränkt sind, könnte diese Erfindung von großem Nutzen sein. Erste Ergebnisse der Studie wurden jetzt in der Fachzeitschrift ACS Nano veröffentlicht. 

Bewegung entsteht durch ein Magnetfeld

Die winzigen Roboter bestehen aus magnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln. Um diese Nanoroboter in Bewegung zu versetzen, nutzen die Forscher das Magnetfeld, welches sich um die einzelnen Nanoteile gebildet hat. Durch diese Bewegungen gelang es den Wissenschaftlern, borstenartige Strukturen zu schaffen, die Zahnbelag von den Oberflächen der Zähne entfernen. Verantwortlich dafür ist eine katalytische Reaktion, die Nanopartikel dazu bringt, antimikrobielle Wirkstoffe zu produzieren, die schädliche Bakterien im Mund abtöten. Auch längliche Fäden konnten gebildet werden, um die Struktur und Funktion von Zahnseide nachzuahmen.

Vielversprechende Ergebnisse

Die ersten Versuche mit diesem neuen System zeigen, dass sich die Robotergruppen an eine Vielzahl von Formen anpassen und so nahezu den kompletten Biofilm entfernen können. Die Spitzen der Borsten sind dabei fest genug, um Biofilme zu entfernen, aber weich genug, um Schäden am Zahnfleisch zu vermeiden. Etliche Tests der Borsten an einem Tiermodell belegen, dass sie keinerlei Schäden am Zahnfleisch verursachen. Die Eisenoxid-Nanopartikel wurden bereits von der FDA für andere Anwendungen zugelassen.

Aktuell sind die Forscher dabei, die Bewegungen der Roboter zu optimieren und testen an einem 3D-Modell, inwieweit sie sich an verschiedene Zahnoberfläche, Interdentalflächen und an das Zahnfleisch anpassen. Dieses flexible System könnte auch personalisiert werden und so in der Lage sein, sich an die individuelle Topografie der Mundhöhle eines Patienten anzupassen.

Detaillierte Studienergebnisse: 10.1021/acsnano.2c01950

Quelle: University of Pennsylvania