micro robótica

Devido à sua irregularidade e complexidade anatômica, o sistema de canais radiculares é um dos espaços clinicamente mais desafiadores da cavidade oral. Como resultado, a remoção incompleta do biofilme de todos os cantos do canal radicular continua sendo uma das principais causas de falha do tratamento e infecção endodôntica persistente, e os meios para diagnosticar ou avaliar a eficácia da desinfecção são limitados. Um dia, os médicos podem ter novas ferramentas para superar esses desafios na forma de micro robôs.

Em um estudo de prova de conceito, pesquisadores da Penn Dental Medicine e seu Centro de Inovação e Odontologia de Precisão (CiPD) mostram que micro robôs podem acessar superfícies de canais radiculares de difícil acesso com precisão controlada, tratar e destruir biofilmes e obtém amostras de diagnóstico e permite um planejamento de tratamento mais personalizado. A equipe de Penn compartilhou suas descobertas sobre o uso de duas plataformas micro robóticas diferentes para tratamento endodôntico na edição de agosto do Journal of Dental Research.

“Esta tecnologia atinge o direcionamento controlado e preciso de biofilmes em espaços de difícil acesso, permitindo recursos multimodais para adquirir amostras microbiológicas e realizar a administração de drogas direcionadas. Alaa Babeer, principal autor do estudo, membro do Pendental Medicine Doctor of Dentistry (DScD) e atual graduado em endodontia.

Em ambas as plataformas, os blocos de construção dos micros robôs são nanopartículas de óxido de ferro (NPs), que são catalíticas e magnéticas e são aprovadas pela FDA para outros usos. A primeira plataforma usa um campo magnético para concentrar NPs em micro enxames agregados e conduzi-los magneticamente para a região da ponta do dente para interromper e restaurar os biofilmes por meio de reações catalíticas. A segunda plataforma usa impressão 3D para criar pequenos robôs em forma de hélice incorporados com NPs de óxido de ferro. Esses helicóides são induzidos por campos magnéticos a se mover dentro do canal radicular e transportar substâncias bioativas ou drogas que são liberadas no local.

“Esta tecnologia oferece o potencial para promover o atendimento clínico em vários níveis.

“Um aspecto importante é a capacidade de ter aplicações diagnósticas e terapêuticas. A plataforma de microswarm pode não apenas remover o biofilme, mas também restaurá-lo, assim é possível identificar qual micróbio causou a infecção. Além disso, o espaço apertado e o difícil acesso dentro o canal radicular permite uma desinfecção mais eficaz em comparação com as técnicas de lima e instrumentação usadas atualmente.”

sistema colaborativo

Este sistema micro robótico é o resultado de vários anos de colaboração contínua entre a Penn Dental Medicine e a Penn Engineering. Em outro estudo recente da ACS Nano, o Dr. Koo e seus colegas construíram uma plataforma para micro robôs de controle eletromagnético. Neste caso, microenxames de NPs de óxido de ferro podem adotar diferentes configurações e liberar agentes antibacterianos in situ para efetivamente tratar e remover a placa.

“Acreditamos que há potencial para a aplicação de sistemas micro robóticos em cuidados bucais domésticos e odontológicos como uma ferramenta mais precisa e eficaz para os médicos”, Ku.

Para determinar a eficácia de um sistema micro robótico endodôntico para interromper e restaurar o biofilme do canal radicular, os pesquisadores, em colaboração com o Dr. I was. Bekir Karabukak, presidente de Endodontia, Pendental Medicine, disse: Biofilmes de espécies mistas contendo bactérias endodônticas (Streptococcus gordonii, Enterococcus faecalis, Fusobacterium nucleatum e Actinomyces israelii) foram preparados em réplicas dentárias e suspensões de NP foram introduzidas nos canais radiculares. Usando eletroímãs, micro enxames de NPs foram criados e controlados com precisão para interromper os biofilmes. Depois de analisar os biofilmes coletados, eles descobriram que todas as quatro espécies foram detectadas e, usando um microscópio, todas as nanopartículas pareciam ter sido removidas dos canais radiculares.

quebrando o molde

O segundo sistema testado explora a flexibilidade de NPs de óxido de ferro como blocos de construção e envolve a criação de um sistema robótico de moldagem. Um molde macio semelhante a um saca-rolhas em forma de helicóide (duas hélices enroladas em um eixo central) foi impresso em 3D e preenchido com um gel embebido em NPs. Usando um campo magnético, os helicóides se moveram através do canal com alta eficiência e atingiram a ruptura química e mecânica dos biofilmes. De particular interesse é a capacidade adicional de carregar o helicóide com agentes terapêuticos para administração de drogas direcionadas na região apical do canal radicular, onde a infecção está próxima ao tecido circundante.

Além disso, a equipe de pesquisa demonstrou a capacidade única de rastrear o micro robô em tempo real usando técnicas de imagem existentes, como scanners intraorais, raios X dentários e tomografia computadorizada de feixe cônico, e demonstrou helicóides dentro de canais dentários intactos.

“É importante ressaltar que demonstramos em um modelo ex vivo que os robôs podem ser controlados por campos magnéticos sem serem interrompidos pelos tecidos moles e duros ao redor dos dentes. Isso mostrou usabilidade.” Karabucak explica que os campos magnéticos em ambos os sistemas endodônticos testados são gerados por pequenos dispositivos na cavidade oral.

ampla gama de aplicações

Além do potencial para melhorar a terapia endodôntica e a regeneração de tecidos, os pesquisadores acreditam que a tecnologia pode ter amplas aplicações na medicina e na indústria.

“Desde a desinfecção de dispositivos médicos, como cateteres, até a garantia de linhas de água limpa, esta tecnologia tem o potencial de transformar campos muito além da odontologia. Pode ser confuso.

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