Нанороботы, управляемые с помощью магнитного поля, могут помочь убить бактерии глубоко внутри дентинных канальцев и повысить эффективность лечения корневых каналов, как показывает новое исследование, проведенное исследователями из Индийского института науки (IISc) и стартапа Theranautilus, инкубируемого IISc.
Лечение корневых каналов обычно проводится для лечения инфекций зубов у миллионов пациентов. Процедура включает удаление инфицированных мягких тканей внутри зуба, называемых пульпой, и промывание зуба антибиотиками или химическими веществами, чтобы убить бактерии , вызывающие инфекцию. Но во многих случаях лечение не может полностью удалить все бактерии, особенно устойчивые к антибиотикам бактерии , такие как Enterococcus faecalis, которые остаются скрытыми внутри микроскопических каналов зуба, называемых дентинными канальцами.
«Дентинные канальцы очень маленькие, а бактерии находятся глубоко в ткани. Современные методы недостаточно эффективны, чтобы пройти весь путь внутрь и убить бактерии», — объясняет Шанмух Шринивас, научный сотрудник Центра нанонауки и инженерии (CeNSE). ), IISc и соучредитель Theranautilus.
В исследовании, опубликованном в Advanced Healthcare Materials , исследователи разработали спиральных наноботов из диоксида кремния, покрытых железом, которыми можно управлять с помощью устройства, генерирующего магнитное поле низкой интенсивности. Затем эти нанороботы вводили в образцы извлеченных зубов, и их движение отслеживали с помощью микроскопа.
Изменяя частоту магнитного поля, исследователи смогли заставить наноботов двигаться по своему желанию и проникать глубоко в дентинные канальцы. «Мы также установили, что можем извлечь их… мы можем вытащить их обратно из зубов пациента», — говорит Шринивас.
Важно отметить, что команда смогла манипулировать магнитным полем , чтобы поверхность нанороботов генерировала тепло, которое может убить находящиеся поблизости бактерии. «Ни одна другая технология на рынке не может сделать это прямо сейчас», — говорит Дебаян Дасгупта, научный сотрудник CeNSE и еще один соучредитель Theranautilus.
Ранее ученые использовали ультразвуковые или лазерные импульсы для создания ударных волн в жидкости, используемой для вымывания бактерий и остатков тканей, чтобы повысить эффективность лечения корневых каналов. Но эти импульсы могут проникать только на расстояние до 800 микрометров, и их энергия быстро рассеивается. Нанороботы смогли проникнуть гораздо дальше — до 2000 микрометров. По словам исследователей, использование тепла для уничтожения бактерий также является более безопасной альтернативой агрессивным химическим веществам или антибиотикам.
Theranautilus был создан в результате нескольких лет работы над магнитно-управляемыми наночастицами, проведенной в лаборатории Амбариша Гоша, профессора CeNSE. Его группа вместе с сотрудниками ранее показала, что такие наночастицы могут улавливать и перемещать объекты с помощью света, плавать в крови и внутри живых клеток и прочно прилипать к раковым клеткам . «Эти исследования показали, что их безопасно использовать в биологических тканях», — говорит Дасгупта.
Команда протестировала стоматологические нанороботы на моделях мышей и обнаружила, что они безопасны и эффективны. Они также работают над созданием нового типа медицинского устройства, которое легко помещается во рту и позволяет стоматологу вводить и манипулировать нанороботами внутри зубов во время лечения корневых каналов.
«Мы очень близки к развертыванию этой технологии в клинических условиях , которая еще три года назад считалась футуристической», — говорит Гош. «Приятно видеть, как простое научное любопытство превращается в медицинское вмешательство , которое может повлиять на миллионы людей только в Индии».
