Winzige Roboter könnten eines Tages für Sie Zähne putzen und Zahnseide verwenden
Von Julie Stewart
Aug. 23, 2022 - Dank neuer Forschungsergebnisse der University of Pennsylvania könnte das zweimal tägliche Zähneputzen und die Verwendung von Zahnseide eines Tages durch winzige Mikroroboter automatisiert werden, die Ihre Zähne für eine individuelle Reinigung schrubben.
Die Wissenschaftler nutzten Magnetfelder, um Nanopartikel zu winzigen, bürstenähnlichen Roboterstrukturen zusammenzusetzen, die Biofilme, ein Netzwerk aus Keimen und anderen klebrigen Substanzen, präzise von der Zahnoberfläche entfernen. Sie beschreiben ihre Ergebnisse in einem Artikel, der in der Zeitschrift ACS Nano veröffentlicht wurde.
Die Mikroroboter verfügen über Borsten, die sich ausfahren, zurückziehen, ihre Form verändern und sich horizontal, vertikal und im Kreis bewegen können. Die Borsten können sich an die Zahnstellung der jeweiligen Person anpassen und schwer zugängliche Stellen erreichen.
"Es kann sich um perfekt ausgerichtete Zähne oder um falsch ausgerichtete Zähne handeln", sagt Studienautor Hyun (Michel) Koo, DDS, Gründungsdirektor des Zentrums für Innovation und Präzisionszahnmedizin an der Universität von Pennsylvania. "Sie funktionieren in beiden Fällen, weil sie sich an unterschiedliche Oberflächen und Ecken und Kanten anpassen können. Während sie Ihre Zähne schrubben, können diese Borsten auch dazu beitragen, Keime abzutöten. Das liegt daran, dass sie aus "Eisenoxid-Nanopartikeln" bestehen, die Wasserstoffperoxid aktivieren können, um Bakterien abzutöten und Biofilme abzubauen. Ein weiterer Vorteil: Diese Nanopartikel sind billiger und in größerer Menge vorhanden als viele in der Nanotechnologie verwendete Materialien wie Gold und Platin.
"Es handelt sich um ein so grundlegendes Material", sagt Studienautor Edward Steager, PhD, ein Forscher bei Penn Engineering. "Es ist nicht einmal unbedingt ein schickes Material."
Wann werden winzige Zahnputzroboter für Sie verfügbar sein?
Das Team ist dabei, die Technologie in einen verbraucherfreundlichen Prototyp zu verpacken, den es innerhalb eines Jahres fertigzustellen hofft. Bis die Roboter für den kommerziellen Einsatz bereit sind, werden aber wahrscheinlich noch einige Jahre der Erprobung vergehen.
Sobald diese Technologie vollständig entwickelt ist, könnte sie für Menschen mit Behinderungen, ältere Menschen oder alle, die nicht in der Lage sind, sich manuell um ihre Mundgesundheit zu kümmern, von entscheidender Bedeutung sein, sagt Koo. Diese Bevölkerungsgruppen werden wahrscheinlich die ersten sein, die das Gerät ausprobieren, dann werden andere folgen.
"Wir haben mit Menschen mit Behinderungen oder älteren geriatrischen Menschen begonnen, aber ich denke, letztendlich wollen wir, dass das Gerät für alle zugänglich ist", sagt Koo.
Diese Innovation könnte die gesamte Mundpflegeindustrie verändern, meint er.
"Die gesamte Technologie der Zahnbelagskontrolle wurde seit Jahrhunderten nicht mehr unterbrochen", sagt Koo. "Ich meine, im Grunde genommen haben wir ein Borsten-am-Stiel-Konzept, das seit den frühen Jahrtausenden verwendet wird, und es ist nicht sehr effektiv, oder? Das geht so weit, dass man tatsächlich Zahnseide benutzen und spülen muss, um eine effektive Plaquekontrolle zu erreichen. Das wollen wir ändern. Wir wollen etwas haben, das benutzerfreundlich ist, einfach einstecken und loslegen.
Zahnseide gibt es schon seit ein paar hundert Jahren, aber nur etwa ein Drittel der Amerikaner benutzt sie täglich, so die CDC. Jeder Zahnbelag, der nach dem Zähneputzen und der Verwendung von Zahnseide zurückbleibt, stellt ein Risiko für Ihren Mund dar.
"Zahnbelag ist die Ursache für eine Reihe von Mundkrankheiten, von Karies bis zu Zahnfleischerkrankungen", sagt Koo.
Mit einer präzisen, wirksamen Methode zur Kontrolle von Mundkrankheiten können wir unsere allgemeine Gesundheit schützen", sagt er. In der Tat: Zahnfleischerkrankungen werden mit Herzerkrankungen und Diabetes in Verbindung gebracht.
"Bakterien in der Mundhöhle werden mit Alzheimer in Verbindung gebracht", sagt Koo. "Es gibt also viele Zusammenhänge zwischen der oralen und der allgemeinen Gesundheit.
