Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Koniec z ręcznym myciem zębów? Zrobią to za nas zmiennokształtne stada mikrorobotów

Recommended Posts

Pewnego dnia zmiennokształtne stada mikrorobotów mogą szczotkować, nitkować i płukać nasze zęby. Na University of Pennsylvania zaprezentowano technologię, która w przyszłości może pozwolić na zautomatyzowanie pielęgnacji jamy ustnej. System taki może przydać się szczególnie osobom, które nie są na tyle sprawne, by samodzielnie zadbać o zęby.

Mikroroboty zbudowane są z nanocząstek żelaza, które mają zarówno właściwości katalityczne, jak i magnetyczne. Naukowcy za pomocą pól magnetycznych mogą sterować ruchem cząstek oraz nadawać ich grupom różne kształty, jak np. kształt szczeciny służący do szczotkowania, czy długiej nici, która może czyścić przestrzenie międzyzębowe. W obu przypadkach dzięki reakcjom katalizy, nanocząstki mogą wytwarzać środki bakteriobójcze zwalczające na bieżąco organizmy w jamie ustnej.

Eksperymenty prowadzone na sztucznych i prawdziwych ludzkich zębach wykazały, że mikroroboty mogą przyjmować różne kształty i niemal całkowicie eliminują biofilm bakteryjny, który prowadzi do próchnicy i chorób dziąseł.

Codzienne mycie zębów może być trudne i uciążliwe dla wielu osób. Zęby trzeba szczotkować, nitkować, płukać. To wieloetapowy ręczny proces. Tutaj zaś mamy system robotyczny, który wszystkie te czynności wykona w prosty, automatyczny sposób, mówi współautor badań, profesor Hyun Koo z Wydziału Medycyny Dentystycznej University of Pennsylvania.

Koncepcja szczoteczki do zębów nie zmieniła się od tysiącleci. W ostatnim czasie pojawiły się szczoteczki elektryczne, które nieco zautomatyzowały proces mycia zębów, ale podstawy pozostały te same.

Pomysł na czyszczące zęby mikroroboty wziął się z połączenia pracy i zainteresowań dwóch grup z Wydziałów Inżynierii oraz Medycyny Dentystycznej na Penn University. Grupa profesora Koo badała katalityczną aktywność nanocząstek. Uczeni zajmowali się aktywowaniem nadtlenku wodoru, by uwalniał on wolne rodniki zabijające bakterie i niszczące biofilmy, z których tworzy się płytka nazębna. Z kolei grupa profesora Edwarda Steagera badała nanocząstki pod kątem tworzenia z nich magnetycznie kontrolowanych mikrorobotów. Obie grupy połączyły siły, tworząc elektromagnetycznie kontrolowane mikroroboty, które mogą przyjmować różne kształty i efektywnie czyścić zęby. Nie ma tutaj znaczenia, czy masz zęby proste, czy krzywe. Mikroroboty dostosują się do każdej powierzchni. Mogą dotrzeć do każdego zagłębienia w jamie ustnej, zapewnia Koo.

Naukowcy najpierw zoptymalizowali ruch mikrorobotów, później testowali je na trójwymiarowych modelach zębów, w końcu zaś sprawdzili ich działanie na prawdziwych zębach, zamontowanych tak, jak w jamie ustnej. Testy wykazały, że mikroroboty efektywnie eliminują biofilm, usuwając wszystkie wykrywalne patogeny. Nie uszkadzały przy tym tkanki dziąseł, a same nanocząstki tlenku żelaza są bezpieczne i zostały już wcześniej zaakceptowane przez FDA (Agencja ds. Żywności i Leków) do innych zastosowań medycznych.

Obecnie naukowcy z Pennsylvanii pracują nad optymalizacją ruchów robotów oraz tworzą system ich dostarczania do jamy ustnej.

Mamy tutaj technologię, która jest co najmniej tak samo efektywna jak ręczne mycie zębów. Chcielibyśmy przekonać się, jak pomaga ona ludziom starszym oraz niepełnosprawnym. Wierzymy, że znakomicie poprawi ona stan uzębienia wielu osób, mówi Koo.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niewielkie roboty, które pędzą przez płyn z niewiarygodna prędkością, mogą pewnego dnia posłużyć do naprawy ludzkiego ciała od wewnątrz. Wyobraźmy sobie roboty, które będą mogły przeprowadzać zabiegi chirurgiczne. Zamiast kroić pacjenta, będziemy mogli podać mu roboty w formie pigułki lub zastrzyku, a one przeprowadzą zabieg, mówi doktor Jin Lee z Wydziału Inżynierii Biologicznej i Chemicznej University of Colorado w Boulder. Taka wizja to obecnie odległa przyszłość, ale same roboty już powstały.
      Lee i jego zespół stworzyli urządzenia o średnicy 20 mikrometrów. To około 3-krotnie mniej niż średnica ludzkiego włosa. Roboty poruszają się w płynie w prędkością 3 mm/s zatem w ciągu minuty przebywają odległość 9000 razy większą niż ich własna długość. Przeciętny samochód osobowy, żeby poszczycić się takim osiągami, musiałby poruszać się z prędkością ok. 2400 km/h.
      Jednak zalety mikrorobotów nie ograniczają się do szybkiego przemieszczania się. Podczas eksperymentów naukowcy wykorzystali je do dostarczenia deksametazonu do pęcherza myszy. To wskazuje, że można by je wykorzystać do leczenia chorób pęcherza i innych schorzeń u ludzi.
      Mikroroboty zostały wykonane z biokompatybilnych polimerów metodą podobną do druku 3D. Przypominają niewielką rakietę z przyczepionymi trzema łopatami. W każdym z nich uwięziono pęcherzyk powietrza. Gdy taki robot zostanie wystawiony na działanie fal akustycznych – w eksperymentach wykorzystano ultradźwięki – pęcherzyk zaczyna wibrować, odpycha płyn i robot się porusza.
      Naukowcy postanowili przetestować swoje urządzenie na mysim modelu śródmiąższowego zapalenia pęcherza moczowego. To bolesna choroba powodująca silny ból w miednicy. Jej leczenie jest niekomfortowe. Pacjenci muszą zgłaszać się do lekarza, gdzie za pośrednictwem cewnika do pęcherza wprowadzany jest deksametazon. Naukowcy stworzyli mikroroboty zawierające ten lek, a następnie wprowadzili urządzenia do pęcherza myszy. Roboty rozprzestrzeniły się po organizmie, a następnie przylgnęły do ścian pęcherza, gdzie przez dwa dni powoli uwalniały środek leczniczy. Dzięki temu można było w dłuższym czasie podczas więcej lekarstwa, poprawiając stan pacjenta.
      Twórcy robotów zastrzegają, że zanim trafią one do ludzkiego organizmu, muszą zostać jeszcze udoskonalone. Pierwszym celem jest uczynienie urządzeń w pełni biodegradowalnymi, by całkowicie rozpuszczały się w organizmie po zrealizowaniu zadania.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed 240 milionami lat w płytkim morzu, które obecnie stanowi lądową część południowo-zachodnich Chin, podobny do delfina gad połknął niemal równej sobie wielkości ofiarę podobną do jaszczurki. Napastnikiem był 4,5-metrowy ichtiozaur, a jego ofiarą – liczący 3,9 metra thalattosaur. Wkrótce potem ichtiozaur padł i uległ fosylizacji wraz ze znajdującym się w jego wnętrzu posiłkiem. Dzięki temu paleontolodzy przekonali się, jak bardzo mylili się odnośnie diety ichtiozaurów.
      Zęby ichtiozaurów nie są zbyt ostre, przez co paleontolodzy sądzili, że zwierzęta te były przystosowane do miękkiego pokarmu, jak np. głowonogi. Tutaj mamy dowód, że te zęby mogły być użyte do polowania na coś naprawdę wielkiego. A to oznacza, że inne gatunki o podobnych zębach również mogły być megadrapieżnikami, mówi główny autor najnowszych badań, Ryosuke Motani z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis.
      Nie można więc wykluczyć, że ichtiozaur nie przegryzał ofiary jak np. współczesny żarłacz biały, ale rozrywał ją jak krokodyl. Naukowcy przypominają, że współczesne krokodyle również mają tępe zęby i atakują bardzo duże ofiary.
      Niezwykła skamieniałość została odkryta w 2010 roku. Dopiero teraz ukazały się szczegółowe badania na jej temat. Naukowcy nie są w stanie stwierdzić, czy ichtiozaur zaatakował i zabił thalattosaura, czy też znalazł i połknął martwe zwierzę. Jednak wskazówką może być fakt, że w brzuchu ichtiozaura znalazła się niemal cała ofiara. Jeśli thalattosaura zabiło inne zwierzę, to byłoby dziwne, gdyby porzuciło go nietkniętego, stwierdzają autorzy badań. W pobliżu zwłok ichtiozaura znaleziono skamieniałość, którą prawdopodobnie jest ogon jego ofiary.
      Naukowcy przypuszczają, że ofiara bardzo aktywnie się broniła. W czasie walki mogło dojść do uszkodzenia karku ichtiozaura. Ten, po zabiciu thalattosaura, szarpiąc i skręcając odgryzł jego głowę i ogon, a następnie, wspomagając się grawitacją, połknął tułów ofiary. Te manipulacje mogły pogłębić uszkodzenia karku do tego stopnia, że zabiły one ichtiozaura. Zwierzęta te miały wąską szyję i gdy nie była ona w stanie utrzymać ich głowy w odpowiedniej pozycji, ichtiozaur nie mógł oddychać. Padł więc w pobliżu miejsca, w którym znaleźliśmy ogon, mówi Motani.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na zębach ludzi, żyjących niemal 9 tys. lat temu na terenie dzisiejszej Polski, naukowcy wykryli ślady próchnicy. Najstarsze oznaki tej bakteryjnej choroby mogły być efektem spożywania owoców i miodu - przypuszczają badający to zjawisko naukowcy z UKSW w Warszawie.
      Próchnica to dziś choroba bardzo rozpowszechniona. Z analiz opublikowanych w 2015 r. przez międzynarodowy zespół kierowany przez prof. Wagnera Marcenesa z Queen Mary University w Londynie wynika, że na nieleczoną próchnicę cierpi ponad 2,4 mld ludzi. Co roku pojawia się ponad 190 milionów nowych zachorowań.
      Badacze odległej przeszłości człowieka zakładali, że próchnica stała się powszechna dopiero w czasach, kiedy człowiek zaczął prowadzić osiadły tryb życia i korzystać z bardziej przetworzonych produktów zbożowych. Na terenie Polski pierwsi rolnicy pojawili się około 7 tys. lat temu. Dlatego najnowsze wyniki badań zębów ludzi, którzy żyli w obecnej północno-wschodniej Polsce jeszcze tysiące lat wcześniej, czyli niemal 9 tys. lat temu - są dla naukowców pewnym zaskoczeniem.
      Próchnicę wykryliśmy zarówno na zębach trzyletniego dziecka, jak i dwóch dorosłych osób - opowiada PAP prof. Jacek Tomczyk z Instytutu Nauk Biologicznych Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego (UKSW) w Warszawie. Szczątki pochodzą z dwóch miejsc: Pierkunowa-Giżycka na Mazurach i Woźnejwsi na skraju Biebrzańskiego Parku Narodowego. W przypadku szczątków dziecka zachowały się nawet fragmenty jego żuchwy i szczęki.
      Wszystkie wspomniane kości odkryto jeszcze w latach 60. XX w. Jak mówi prof. Tomczyk, wcześniej do ich badań zastosowano metody makroskopowe - wykonano podstawowe pomiary metryczne, określono też wiek i płeć osobników. Wówczas jednak nie stwierdzono u nich chorób zębów.
      Teraz jednak w ocenie chorób zębów stosowane są nie tylko metody makroskopowe. Do analiz wykorzystaliśmy kamerę fluorescencyjną i różne metody obrazowania rentgenowskiego. W ten sposób wykryliśmy próchnicę, która nie była dużym ubytkiem szkliwa - dodaje naukowiec. Ślady próchnicy zachowały się na zębach trzonowych, bogatych w bruzdy i zagłębienia, o nieregularnej powierzchni. Trudno, rzecz jasna, spekulować, czy próchnica ta rozwinęłaby się dalej, gdyby pradziejowi właściciele zębów żyli dłużej.
      Dzięki analizom izotopów węgla i azotu badacze ustalili, z czego składała się dieta zmarłych.
      W dużej mierze spożywali oni ryby, zapewne jesiotry. Ryby słodkowodne zawierają argininę, która ma działanie przeciwpróchnicze. Ta substancja jest nawet dziś dodawana do niektórych past do zębów. Wygląda więc na to, że dzięki diecie próchnica nie rozwinęła się u nich bardziej - sugeruje antropolog, prof. Krzysztof Szostek z Instytutu Nauk Biologicznych UKSW w Warszawie, który zajmował się analizami izotopów.
      Nasi przodkowie, żyjący w okresie mezolitu - epoce między paleolitem (starszą epoką kamienia) a neolitem (młodszą epoką kamienia, kiedy upowszechniło się rolnictwo) - często łowili ryby. Używali do tego harpunów, a nawet sieci plecionych z włókien roślinnych. Wówczas też po raz pierwszy korzystali z łodzi wiosłowych, tzw. dłubanek - wykonanych z pojedynczego pnia drzewa.
      Dlaczego próchnica pojawiła się w zębach osób, które prowadziły zbieracko-łowiecki tryb życia? Naukowcy wskazują, że ludzie ci żywili się tym, co znaleźli. Bywały to jagody i inne owoce runa leśnego, a może i miód. To oznaczać może całkiem sporo węglowodanów, które sprzyjają próchnicy.
      Próchnica ma różne przyczyny. Nie jest ona związana wyłącznie z dietą. Zależy też od nawyków żywieniowych - częstości spożywania posiłków czy składu i pH śliny. Chociaż osoby spożywające więcej słodkich produktów mają większe ryzyko rozwinięcia próchnicy. Z badań przeprowadzonych na szczątkach z tego samego okresu z Europy Południowej i Zachodniej - Hiszpanii czy Portugalii - wiemy, że tam próchnica była bardziej powszechna niż na obszarze północnej Europy. Zapewne jednym z głównych czynników tej różnicy była właśnie dieta - uważa prof. Szostek.
      Artykuł na temat badań ukazał się w Journal of Archaeological Science – Reports.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy wykazali, że wzrost ilości dwóch białek - PARP1 i IDO1 - w komórkach nowotworowych wiąże się z istotnie gorszym rokowaniem u pacjentów z czerniakiem błon śluzowych. Ograniczenie aktywności tych białek może poprawić wyniki leczenia tego nowotworu.
      Głównymi wykonawcami i autorami koncepcji badania są dr hab. n. med. Piotr Donizy z Uniwersytetu Medycznego i Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego we Wrocławiu oraz prof. Mai P. Hoang z Uniwersytetu Harvarda i Massachusetts General Hospital.
      We współpracy z prof. Mai P. Hoang z Uniwersytetu Harvarda i Massachusetts General Hospital oraz gronem naukowców z 11 ośrodków naukowych z całego świata, m.in. z Hiszpanii, Japonii i Tajwanu, wykazaliśmy, że wzrost ilości dwóch białek, PARP1 i IDO1, w komórkach nowotworowych wiąże się z istotnie gorszym rokowaniem u pacjentów z czerniakiem błon śluzowych - powiedział PAP dr Piotr Donizy.
      Ten nowotwór jest niezwykle rzadką, źle rokującą odmianą czerniaka i stanowi mniej niż 2 proc. wszystkich czerniaków występujących u ludzi; lokalizuje się m.in. w obrębie jamy ustnej i nosowej, końcowym odcinku jelita grubego i w obrębie sromu.
      Wrocławski lekarz poinformował, że jest to pierwsza na świecie analiza znaczenia prognostycznego obecności białek PARP1 i IDO1, bazująca na materiale klinicznym zgromadzonym w jednej z największych na świecie grup badawczych pacjentów z tym nowotworem złośliwym.
      Wyjaśnił, że białko PARP1 jest zaangażowane m.in. w naprawę uszkodzeń DNA, a IDO1 jest enzymem uczestniczącym m.in. w regulacji odpowiedzi immunologicznej.
      To przełomowe badanie i może być punktem zwrotnym w leczeniu tej grupy pacjentów w przyszłości oraz stać się punktem wyjścia do testowania klinicznego inhibitorów PARP1 i IDO1, czyli podwójnego hamowania aktywności tych dwóch białek. Są one obecnie testowane in vitro bądź już stosowane w leczeniu innych nowotworów złośliwych - powiedział dr Donizy.
      Podkreślił, że potencjalne zahamowanie aktywności obydwu białek mogłoby znacząco ograniczyć potencjał inwazyjny komórek czerniaka błon śluzowych i w przyszłości poprawić wyniki leczenia i rokowanie pacjentów z tym bardzo rzadkim nowotworem, dla których wciąż współczesna onkologia ma ograniczony zestaw opcji terapeutycznych.
      Wyniki tego badania zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Cells.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Głęboko w peruwiańskiej części Amazonii znaleziono cztery skamieniałe małpie zęby. Zdaniem naukowców z University of Southern California, dowodzą one, że więcej niż jedna grupa afrykańskich małp przekroczyła Atlantyk i osiedliła się w Ameryce Południowej.
      Skamieniałe zęby należą do nieznanego wcześniej gatunku z wymarłej afrykańskiej rodziny Parapithecidae. Wcześniej w tym samym miejscu odkryto dowody na to, że południowoamerykańskie małpy wyewoluowały z afrykańskich przodków.
      Naukowcy sądzą, że zwierzęta przebyły podróż pomiędzy kontynentami na tratwach z pływających roślin, które oderwały się od wybrzeża Afryki podczas sztormu. To unikatowe odkrycie, mówi główny autor badań, profesor Erik Seiffert. Pokazuje ono, że oprócz małp z Nowego Świata oraz grupy gryzoni z infrarzędu Caviomorpha, jest też trzecia linia ssaków, które w jakiś sposób odbyły niemożliwą podróż transatlantycką z Afryki do Ameryki Południowe.
      Odkrywcy nazwali zidentyfikowany przez siebie gatunek wymarłej małpy Ucayalipithecus perdita. To połączenie nazwy Ukajali, czyli nazwy regionu gdzie zęby znaleziono, z greckim określeniem małpy oraz łacińskim wyrazem oznaczającym „utracona”. Ucayalipithecus perdita była bardzo małym zwierzęciem, rozmiarów współczesnej marmozety.
      Opierając się na wieku stanowiska oraz na pokrewieństwie Ucayalipithecus perdita ze szczątkami z Egiptu, naukowcy oceniają, że zwierzęta przybyły do Ameryki Południowej przed około 34 milionami lat. Sądzimy, że grupa ta mogła przybyć do Ameryki Południowej na przełomie oligocenu i eocenu, gdy tworzyła się antarktyczna pokrywa lodowa i poziom oceanów się obniżył. Dzięki temu przebycie Atlantyku mogło być nieco łatwiejsze, stwierdza Seiffert.
      Skamieniałości znaleziono w Santa Rosa na brzegach rzeki Yurúa, w pobliżu granicy peruwiańsko-brazylijskiej. Bardzo trudno jest tutaj dotrzeć. Najpierw trzeba lecieć samolotem pasażerskim, później awionetką, w końcu czekało nas 40 minut podróży łodzią po rzece Yurúa. Santa Rosa to nieduże miejsce, ale jest niezwykle istotne z paleontologicznego punktu widzenia. To nie tylko miejsce, gdzie znajdujemy najstarsze szczątki naczelnych w Ameryce Południowej – o odkryciu których informowaliśmy na łamach Nature w 2015 roku – ale również stanowisko, na którym występują liczne pozostałości torbaczy, gryzoni i innych ssaków. Mamy olbrzymie oczekiwania co do tego stanowiska, stwierdził Marcelo Tejedor z Instituto Patagónico de Geología y Paleontología.
      Tejedor i Nelson Novo odkryli w 2015 roku dwa pierwsze niezidentyfikowane zęby Ucayalipithecus perdita. W 2016 poproszono Seifferta o pomoc w ich opisaniu. Amerykanin zauważył wówczas, że są one podobne do dwóch złamanych zębów z Egiptu, które badał wcześniej. Zorganizowano wówczas kolejną wyprawę i znaleziono dwa kolejne zęby. Potwierdziło to przypuszczenie Seifferta, że mamy do czynienia z małpą, której przodkowie pochodzili z Egiptu.
      Tym, co najbardziej mnie uderza w tej historii jest nieprawdopodobieństwo wydarzeń. Jesteśmy oto w miejscu, które znajduje się w środku pustkowia, znalezienie tutaj tak niewielkich artefaktów jest niezwykle małe, a my dokumentujemy niezwykłą podróż, jaką odbyły wczesne małpy. To coś niesamowitego, mówi naukowiec.
      Odkrycie zostało opisane na łamach Science.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...