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Investigadores desarrollan microrobots para romper la placa

(Fotografía: Sergii Kuchugurnyi / Shutterstock)

FILADELFIA, EE. UU .: La lucha contra la placa ha sido una batalla de larga duración. En un descubrimiento que podría dar a los dentistas el borde superior, los investigadores de la Universidad de Pennsylvania han desarrollado un enjambre de microrobots, dirigidos por imanes, que pueden separarse y eliminar la biopelícula dental de un diente. La innovación surgió de una asociación interdisciplinaria entre dentistas, biólogos e ingenieros.

El investigador principal, Prof. Hyun Koo, de la Escuela de Medicina Dental de la Universidad de Pennsylvania (Penn Dental Medicine), dijo que el desarrollo fue verdaderamente una interacción sinérgica y multidisciplinaria. “Estamos aprovechando la experiencia de los microbiólogos y clínicos-científicos, así como los ingenieros para diseñar el mejor sistema de erradicación microbiana posible. “Esto es importante para otros campos biomédicos que enfrentan biopelículas resistentes a los medicamentos a medida que nos acercamos a una era posterior a los antibióticos”, explicó.

Esta colaboración se produjo después de que Koo y sus colegas lograron avanzar en la descomposición de la matriz de biopelículas mediante el uso de nanopartículas que contienen óxido de hierro que funcionan catalíticamente, activando el peróxido de hidrógeno para liberar radicales libres que pueden matar las bacterias y destruir las biopelículas de forma específica. De manera casual, el equipo de Penn Dental Medicine descubrió que grupos en Penn Engineering, liderados por el Dr. Edward Steager, el Prof. Vijay Kumar y la Prof. Kathleen Stebe, estaban trabajando con una plataforma robótica que usaba nanopartículas de óxido de hierro muy similares a los bloques de construcción para los microrobots. Los ingenieros controlan el movimiento de estos robots utilizando un campo magnético, lo que permite una forma sin cables para guiarlos.

Juntos, el equipo de escuelas cruzadas diseñó, optimizó y probó dos tipos de sistemas robóticos, que el grupo denominó robots antimicrobianos catalíticos o CARs. Un sistema funciona en superficies y el otro opera dentro de espacios confinados. Después de probar los robots en biopelículas que crecen en una superficie plana de vidrio o en tubos de vidrio cerrados, los investigadores probaron la eliminación de la biopelícula de las partes difíciles de alcanzar de un diente humano. Según los investigadores, los CAR fueron capaces de degradar y eliminar las biopelículas bacterianas no solo de la superficie del diente sino también de una de las partes más difíciles de acceder de un diente, el istmo.

“Los tratamientos existentes para las biopelículas son ineficaces porque son incapaces de degradar simultáneamente la matriz protectora, matando a las bacterias incrustadas y eliminando físicamente los productos biodegradados”, señaló Koo. “Estos robots pueden hacer los tres a la vez de manera muy efectiva, sin dejar rastro de biofilm en absoluto”.

“El tratamiento de las biopelículas que se producen en los dientes requiere una gran cantidad de trabajo manual, tanto por parte del consumidor como del profesional. Esperamos mejorar las opciones de tratamiento, así como reducir la dificultad de la atención “, dijo Steager.

El equipo ahora espera trasladar su invención a una aplicación clínica y ha recibido apoyo del Centro de Salud, Dispositivos y Tecnología de Penn, una iniciativa apoyada por la Escuela de Medicina de Perelman, Ingeniería de Penn y la Oficina del Vicerrector de Investigación de la Universidad. de pennsylvania

Un artículo de investigación, titulado “Robots antimicrobianos catalíticos para la erradicación de biopelículas”, se publicó en el número de abril de 2019 de Science Robotics.

FUENTE: https://am.dental-tribune.com/news/researchers-develop-microrobots-to-break-up-plaque/

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