کاربرد میکروربات‌ها در درمان‌های اندودنتیک

تحولات اخیر در زمینه رباتیک و نانوفناوری فرصت‌های جدیدی را برای روش‌های نوین درمانی و تشخیصی ایجاد کرده است. در پژوهشی که توسط محققان دانشکده دندانپزشکی و مرکز نوآوری و دندانپزشکی دقیق دانشگاه پنسیلوانیا انجام شد، استفاده از میکروربات‌ها در درمان‌های اندودنتیک مورد بررسی قرار گرفت. این پژوهش نشان داد که میکروربات‌های بسیار کوچک قادر به دسترسی به نقاطی از کانال ریشه هستند که با ابزارهای سنتی به سختی قابل دسترسی است. همچنین این ربات‌ها توانایی تخریب بیوفیلم، نمونه‌گیری تشخیصی و تحویل دارو را دارند. یکی از مشکلات رایج در درمان‌های اندودنتیک، ضدعفونی ناقص کانال ریشه است که می‌تواند منجر به عفونت‌های اندودنتیک و پریودنتیت شود و علت آن معمولاً ساختار پیچیده کانال ریشه است.

سیستم میکرورباتیک استفاده‌شده در این مطالعه، حاصل همکاری مداوم میان دانشکده‌های دندانپزشکی و مهندسی دانشگاه پنسیلوانیا است. در یکی از پژوهش‌های پیشین، این همکاری منجر به تولید سیستمی شد که با استفاده از نانوذرات، علاوه بر مسواک زدن، فواصل بین‌دندانی را مانند نخ دندان تمیز کرده و به حذف بیوفیلم کمک می‌کرد.

در مطالعه اخیر، محققان دو نوع سیستم میکرورباتیک را توسعه و آزمایش کردند. هر دو سیستم از نانوذرات اکسید آهن (IONP) استفاده می‌کردند که ویژگی‌های مغناطیسی و کاتالیزوری را به ربات‌ها می‌بخشید.

نانوذرات اکسید آهن به دلیل زیست‌سازگاری، پایداری در محلول‌های آبی و سمیت کم، در نانوفناوری پزشکی استفاده می‌شوند. برخی فرمولاسیون‌های این نانوذرات توسط FDA برای درمان کم‌خونی ناشی از کمبود آهن تأیید شده‌اند.

همچنین برای اطمینان از ایمنی این نانوذرات، بافت‌های مختلف بدن، از جمله لثه، مخاط و اندام‌های اصلی مانند کبد و کلیه، مورد بررسی قرار گرفتند و هیچ اثر مضری مشاهده نشد که نشان‌دهنده زیست‌سازگاری بالای این نانوذرات است.

برای ارزیابی کارایی این سیستم‌ها در درمان‌های اندودنتیک، آزمایش‌هایی بر روی ماکت‌های دندانی که با چاپ سه‌بعدی ساخته و به بیوفیلم‌های حاوی چهار گونه باکتریایی آلوده شده بودند، انجام شد. در اولین سیستم، با استفاده از الکترومغناطیس، نانوذرات به صورت دسته‌های کوچک فشرده و مغناطیسی کنترل شدند تا بیوفیلم را مختل و بازیابی کنند. تجزیه و تحلیل‌ها نشان داد که تمامی گونه‌های باکتریایی جمع‌آوری شدند و تمام نانوذرات نیز از کانال ریشه حذف شدند.

در دومین سیستم، محققان میکروربات‌های مارپیچی را با ژلی حاوی IONP پر کرده و آن‌ها را به وسیله میدان مغناطیسی به داخل کانال ریشه هدایت کردند. این ربات‌ها توانستند بیوفیلم را به صورت شیمیایی و مکانیکی از بین ببرند. نکته قابل توجه این است که می‌توان این ربات‌ها را با دارو بارگذاری کرد و به صورت هدفمند در ناحیه‌های عفونی نزدیک به بافت اطراف کانال ریشه تحویل داد.

نتایج این تحقیق نشان داد که این میکروربات‌ها می‌توانند برای دسترسی به نقاط دشوار کانال‌های اندودنتیک و از بین بردن باکتری‌ها، تشخیص میکروبی در زمان واقعی و همچنین ردیابی در کانال‌های ریشه استفاده شوند.

محققان آینده‌ای گسترده برای کاربردهای میکروربات‌ها در دندانپزشکی و پزشکی عمومی پیش‌بینی می‌کنند. این میکروربات‌ها می‌توانند علاوه بر مسواک زدن خودکار و تمیز کردن فواصل بین‌دندانی، برای تحویل دارو یا سلول‌های زنده در نقاط مختلف دهان، صورت و جمجمه مورد استفاده قرار گیرند. همچنین در کاربردهای زیست‌پزشکی، این ربات‌ها در درمان‌های ضدسرطان، تحویل دارو، ژن‌درمانی، و جراحی‌های کم‌تهاجمی نیز پتانسیل‌های زیادی نشان داده‌اند.