Medical card
A bad doctor treats the disease, a good doctor treats the cause of the disease.
  • гепатит
  • Недели беременности

    Беременность по неделям

  • Сколько живут с диагнозом рак
  • Как рыбий жир может уменьшить воспаление

Исследования по применению микроробототехники в эндодонтическом лечении, диагностике

2022-08-27 19:12:40

Система корневых каналов с ее неровностями и анатомическими сложностями является одним из наиболее клинически сложных пространств в полости рта. В результате биопленка, не полностью удаленная из укромных уголков и трещин каналов, остается основной причиной неэффективности лечения и стойких эндодонтических инфекций, а средства для диагностики или оценки эффективности дезинфекции ограничены. Однажды у клиницистов может появиться новый инструмент для преодоления этих проблем в виде микророботов.



В исследовании, подтверждающем концепцию, исследователи из Penn Dental Medicine и ее Центра инноваций и точной стоматологии (CiPD) показали, что микророботы могут получить доступ к труднодоступным поверхностям корневого канала с контролируемой точностью, обрабатывая и разрушая биопленки и даже извлечение образцов для диагностики, что позволяет составить более персонализированный план лечения. Команда Пенсильванского университета поделилась своими выводами об использовании двух различных микророботов для эндодонтического лечения в августовском номере журнала Journal of Dental Research .


«Эта технология может обеспечить мультимодальные функции для достижения контролируемого и точного нацеливания на биопленки в труднодоступных местах, получения микробиологических образцов и выполнения адресной доставки лекарств », — говорит доктор Алаа Бабир, ведущий автор исследования и сотрудник Penn Dental Medicine. Доктор наук в области стоматологии (DScD) и выпускник эндодонтии, который сейчас работает в лаборатории доктора Мишеля Ку, содиректора CiPD.


На обеих платформах строительными блоками для микророботов являются наночастицы оксида железа (NP), которые обладают как каталитической, так и магнитной активностью и были одобрены FDA для других целей. На первой платформе магнитное поле используется для концентрации НЧ в агрегированные микророи и магнитного управления ими в апикальной области зуба для разрушения и извлечения биопленок посредством каталитической реакции. Вторая платформа использует 3D-печать для создания миниатюрных спиральных роботов, в которые встроены наночастицы оксида железа. Эти геликоиды управляются магнитными полями для перемещения внутри корневого канала, транспортируя биологически активные вещества или лекарства, которые могут быть высвобождены на месте.


«Эта технология предлагает потенциал для улучшения клинической помощи на различных уровнях», — говорит доктор Ку, соавтор исследования вместе с доктором Эдвардом Стигером, старшим научным сотрудником Школы инженерии и прикладных наук Университета Пенсильвании.



«Одним из важных аспектов является возможность применения как в диагностических, так и в терапевтических целях. На платформе микророя мы можем не только удалять биопленку, но и извлекать ее, что позволяет нам определить, какие микроорганизмы вызвали инфекцию. к узким и труднодоступным пространствам в корневом канале позволяет проводить более эффективную дезинфекцию по сравнению с используемыми в настоящее время файлами и инструментами».


Совместная система


Эта система микроробототехники является результатом совместной работы, которая продолжалась в течение нескольких лет между Penn Dental Medicine и Penn Engineering. В недавнем отдельном исследовании в ACS Nano д-р Ку и его коллеги создали платформу для электромагнитного управления микророботами, в этом случае позволяя микророям наночастиц оксида железа принимать различные конфигурации и высвобождать противомикробные препараты на месте для эффективного лечения и удаления зубного налета. зубы.


«Мы видим потенциальное применение систем микророботов как для домашнего ухода за полостью рта, так и в стоматологическом кабинете для более точных и эффективных инструментов для клиницистов», — говорит доктор Ку.


Чтобы определить эффективность эндодонтических микророботизированных систем для разрушения и извлечения биопленки из корневого канала, исследователи провели эксперименты с вертикально размещенными 3D-печатными копиями зубов в сотрудничестве с доктором Бекиром Карабукаком, заведующим отделением эндодонтии Penn Dental Medicine. Внутри реплик зубов была приготовлена ​​смешанная биопленка, содержащая эндодонтические бактерии (Streptococcus gordonii, Enterococcus faecalis, Fusobacterium nucleatum и Actinomyces israelii), и суспензия NP была введена в корневой канал. С помощью электромагнитов были созданы микророи НЧ, которые точно контролировались, чтобы разрушить биопленку. При анализе собранной биопленки они обнаружили, что все четыре вида были обнаружены, а с помощью микроскопа все наночастицы оказались удалены из корневого канала.


Разрушение формы


Вторая испытанная система использует гибкость наночастиц оксида железа в качестве строительных блоков и включает создание формованной роботизированной системы. Мягкие штопорообразные формы в форме геликоида (две спирали, закрученные вокруг центральной оси) были напечатаны на 3D-принтере и заполнены гелем, залитым NP. Было показано, что с помощью магнитного поля геликоиды перемещаются по каналу с высокой эффективностью для достижения химического и механического разрушения биопленки. Особо следует отметить дополнительную возможность загрузки геликоидов терапевтическими средствами для адресной доставки лекарств в апикальную область корневого канала, где инфекция находится в непосредственной близости от окружающих тканей.


Кроме того, исследовательская группа продемонстрировала уникальную способность отслеживать микророботов в режиме реального времени с использованием существующих технологий визуализации, таких как внутриротовой сканер, рентгеновский снимок зубов и конусно-лучевая компьютерная томография, которые были способны определять местонахождение геликоидов в неповрежденном зубном канале. .


«Важно то, что на модели ex vivo мы продемонстрировали, что роботами можно управлять с помощью магнитного поля, не затрагивая мягкие и твердые ткани, окружающие зубы. Кроме того, они продемонстрировали потрясающую маневренность от верхушки до дна канала», — отмечает Доктор Карабукак объясняет, что магнитное поле для обеих протестированных эндодонтических систем будет создаваться небольшим устройством в ротовой полости.


Широкое применение


Наряду с потенциалом улучшения эндодонтического лечения и регенерации тканей исследователи рассматривают эту технологию как нечто, что может найти широкое применение в медицине и промышленности.


«Эта технология, от дезинфекции медицинских устройств, таких как катетеры, до обеспечения чистоты водопроводных сетей, может трансформировать области, выходящие далеко за рамки стоматологии», — добавляет доктор Ку. «Это может нарушить существующие методы в разных дисциплинах».


Оставьте комментарии и отзывы!

Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.

(обязательно)