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¿Cómo funcionan los microrrobots que cambian de forma y actúan como cepillo de dientes e hilo dental?

Hay personas que por diversas razones, ya sean puntuales o permanentes, no disponen de la destreza manual para limpiarse los dientes de manera efectiva. Para ellas, la tecnología desarrollada por un equipo multidisciplinario de la Universidad de Pensilvania puede ofrecer una forma nueva y automatizada de realizar esta importante tarea diaria.

Se trata de un método de manos libres, un “enjambre” de microrrobots formados por nanopartículas de óxido de hierro que tienen actividad tanto catalítica como magnética, y cuyos resultados, estableciendo una prueba de concepto para el sistema robótico, se publicaron en la revista ACS Nano, además de hacerse eco también el sitio web del centro, Penn Today.

¿Cómo funcionan?

Usando un campo magnético se puede dirigir su movimiento y configuración para formar estructuras similares a cerdas como las de los cepillos dentales -que barren la placa dental- o estructuras de forma similar a las de un hilo dental, que pueden deslizarse de la misma manera entre los dientes, tal como se ilustra en la siguiente imagen.

La infografía explica las propiedades magnéticas y catalíticas de las nanopartículas de óxido de hierro y su ensamblaje en formas similares a cerdas e hilo dental. (Imagen: Melissa Pappas/Penn Engineering)

En ambos casos, no solo se trata de adaptar la forma adecuada a la necesidad específica (cepillar o pasar el hilo), sino que también se produce una reacción catalítica que impulsa a las nanopartículas a liberar antimicrobianos que eliminan las bacterias orales dañinas que hubiera en el lugar.

El método se experimentó tanto en dientes humanos reales como en ficticios, y se demostró que los ensamblajes robóticos pueden adaptarse a una variedad de formas para eliminar, casi por completo, las biopelículas pegajosas que provocan caries y enfermedades de las encías.

Aplicaciones de este sistema microrrobótico

Hyun (Michel) Koo, profesor del Departamento de Ortodoncia y divisiones de Salud Bucal Comunitaria y Odontología Pediátrica en Penn’s School, de Medicina Dental y coautor correspondiente del estudio, afirma que “el cuidado bucal puede plantear desafíos para muchas personas, especialmente para aquellas que tienen dificultades para limpiarse los dientes. Tienes que cepillarte los dientes, luego usar hilo dental, luego enjuagarte la boca; es un proceso manual de varios pasos. La gran innovación aquí es que el sistema robótico puede hacer las tres cosas de una manera automatizada y sin tener que usar las manos”.

Por su parte, Edward Steager, investigador principal de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Penn y coautor, declara que «las nanopartículas pueden moldearse y controlarse con campos magnéticos de maneras sorprendentes. Formamos cerdas que pueden extenderse, cepillar e, incluso, transferirse de un lado a otro usando un espacio, como si se usara hilo dental. La forma en que funciona es similar a cómo un brazo robótico podría alcanzar y limpiar una superficie. El sistema se puede programar para realizar el ensamblaje de nanopartículas y el control de movimiento automáticamente”.

“No importa si tiene dientes rectos o dientes desalineados, se adaptará a diferentes superficies”, añade Koo. “El sistema puede ajustarse a todos los rincones y grietas de la cavidad oral”.

Además, la naturaleza personalizable del sistema, explican los investigadores, podría hacerlo lo suficientemente suave para uso clínico, pero también individualizado, capaz de adaptarse a las topografías únicas de la cavidad bucal de un paciente.

“Tenemos esta tecnología que es tan o incluso más efectiva que cepillarse los dientes y usar hilo dental, pero no requiere destreza manual”, dice Koo. “Nos encantaría ver que esto ayude a la población geriátrica y a las personas con discapacidades. Creemos que hará avanzar, en gran medida, la atención de la salud bucal”.

Mientras tanto, y hasta que llegue el momento en el que esta innovación llegue a las clínicas, el equipo de Penn continúa optimizando los movimientos de los robots y considerando diferentes medios para administrar los microrobots a través de dispositivos que se ajustan a la boca.

Fuente: Penn Today (Universidad de Pensilvania)

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