拜訪(fǎng)牙醫(yī)通常需要耗時(shí)，有時(shí)會(huì)用機(jī)械工具刮擦，以去除牙齒上的牙菌斑。相反，如果牙醫(yī)可以部署一支由小型機(jī)器人組成的小部隊(duì)來(lái)精確無(wú)創(chuàng)地清除積聚的東西，該怎么辦?

賓夕法尼亞大學(xué)的一組工程師，牙醫(yī)和生物學(xué)家組成了一個(gè)微觀(guān)的機(jī)器人清潔團(tuán)隊(duì)。利用兩種類(lèi)型的機(jī)器人系統(tǒng)-一種設(shè)計(jì)為在表面上工作，另一種設(shè)計(jì)為在密閉空間內(nèi)運(yùn)行-科學(xué)家們證明，具有催化活性的機(jī)器人可以有效地破壞生物膜，細(xì)菌的粘性融合會(huì)散布在保護(hù)性支架中。從保持水管和導(dǎo)管清潔到降低蛀牙，牙髓感染和植入物污染的風(fēng)險(xiǎn)，此類(lèi)機(jī)器人生物膜去除系統(tǒng)在廣泛的潛在應(yīng)用中可能有價(jià)值。

該研究成果發(fā)表在《科學(xué)機(jī)器人》雜志上，由牙科醫(yī)學(xué)院的Hyun(Michel)Koo和工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的Edward Steager領(lǐng)導(dǎo)。

Koo說(shuō)：“這是真正的協(xié)同和多學(xué)科互動(dòng)。” “我們正在利用微生物學(xué)家，臨床科學(xué)家以及工程師的專(zhuān)業(yè)知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)最佳的微生物根除系統(tǒng)。這對(duì)于面對(duì)抗生素時(shí)代后的耐藥性生物膜所面臨的其他生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。”

Steager補(bǔ)充說(shuō)：“治療牙齒上的生物膜需要大量的體力勞動(dòng)，無(wú)論是對(duì)于消費(fèi)者還是專(zhuān)業(yè)人士而言。” “我們希望改善治療選擇并減少護(hù)理難度。”

生物膜可以出現(xiàn)在生物表面上，例如牙齒，關(guān)節(jié)或物體上，例如水管，植入物或?qū)Ч?。無(wú)論在何處形成生物膜，眾所周知，它們難以去除，因?yàn)楸３旨?xì)菌的粘性基質(zhì)可提供抗微生物劑的保護(hù)。

在以前的工作中，Koo及其同事在利用各種現(xiàn)成的方法分解生物膜基質(zhì)方面取得了進(jìn)展。一種策略是采用具有催化作用的含氧化鐵的納米顆粒，激活過(guò)氧化氫以釋放自由基，該自由基可以有針對(duì)性地殺死細(xì)菌并破壞生物膜。