Imaginați-vă o lume în care vă puteți regenera un dinte lipsă cu un singur medicament, iar niște microroboți vă curăță dinții în fiecare seară. Acest viitor este din ce în ce mai aproape, spun oamenii de știință.

„Căutăm cu adevărat tehnologii disruptive”, spune Dr. Hyun (Michel) Koo, director cofondator al Centrului pentru inovare și stomatologie de precizie de la Universitatea Pennsylvania.

Microroboți de curățare a dinților

Un roi de microroboți v-ar putea curăța dinții în locul dumneavoastră. Este o soluție trei în unu, spune Koo. Într-un sistem automatizat, roiurile acționează ca periuță de dinți, ață dentară și apă de gură.

Koo și Edward Steager, cercetător principal la Școala de inginerie și științe aplicate a Universității Pennsylvania, au condus dezvoltarea tehnologiei microrobot. Care utilizează particule minuscule cunoscute sub numele de nanoparticule. În acest caz din compuși de oxid de fier. Aceste nanoparticule sunt aprobate de Food and Drug Administration pentru utilizări care variază de la imagistică la colorarea alimentelor, datorită capacității lor de a lua o nuanță roșie, galbenă sau maro.

„Le poți mânca”, spune Koo. De asemenea, aceste particule se pot uni pentru a forma un microrobot. Un dispozitiv mic care poate îndeplini o sarcină complexă. Magneții ghidează roiurile pentru a avea diferite forme, de la peri pentru periaj la un fir alungit pentru folosirea aței dentare. Prin apăsarea unui buton, rutina orală este automatizată prin programarea momentului și locului în care acești magneți se activează.

Două prototipuri

Există două prototipuri: un dispozitiv asemănător unei proteze bucale și un dispozitiv asemănător unei periuțe de dinți. Porniți magneții și injectați o soluție care conține microroboți și peroxid de hidrogen, un agent de curățare obișnuit. Microroboții acționează ca o apă de gură dezinfectantă atunci când sunt combinați cu peroxidul de hidrogen. Prin activarea chimică a peroxidului de hidrogen, nanoparticulele ucid bacteriile și descompun placa bacteriană mai eficient decât dezinfectantul singur, spune Koo. Sistemul poate elimina 100% din placă pe un model tipărit 3-D de dinți și gingii umane și 80% în testele pe animale. Ei speră să îmbunătățească acest din urmă număr pe măsură ce își încheie testele pe animale până la sfârșitul anului 2024.

O altă provocare la care lucrează este scurtarea timpului de rutină. Care acum durează între cinci și 10 minute, spune Steager. Prototipul actual ar costa mai puțin decât o periuță de dinți electrică elegantă, spune Koo. Această estimare se bazează pe faptul că dispozitivul utilizează componente electronice simple și nanoparticule ieftine pe care le pot produce în laboratorul lor. Cercetătorii consideră că piața inițială este reprezentată de persoanele cu dizabilități care au dificultăți în a se spăla pe dinți. Deși văd și eventuale utilizări pentru persoanele care caută confort.

Bacteriile bucale ca medicament

Bacteriile bucale ale unei persoane ar putea fi medicamentul alteia. Aceasta este ideea din spatele transplanturilor de microbiotă orală: transferul de bacterii din gura unui donator sănătos către un pacient. Oamenii de știință de la Universitatea de Stat din Pennsylvania și de la Universitatea din Adelaide cred că acest tratament ar putea într-o zi să reducă cariile dentare și bolile gingiilor.

Fiecare dintre noi are aproximativ 200 de specii de bacterii în gură. Distribuția exactă depinde de dietă, genetică și stilul de viață, potrivit Laurei Weyrich, profesor asociat la Penn State, care conduce o echipă care dezvoltă acest tratament. Diferitele bacterii pot provoca boli orale sau le pot preveni. Echipa a căutat timp de doi ani un „super-donator”: o persoană cu cel mai bun echilibru de bacterii bucale bune și rele și fără carii dentare sau boli gingivale. Ei au ales un tânăr adult care se spală pe dinți doar o dată pe zi, nu folosește niciodată ață dentară și nu a mai fost la dentist de cinci ani, dar care nu are carii. Microbiomul acestei persoane era atât de sănătos, încât astfel de obiceiuri de igienă orală nu contau, spune Dr. Sonia Nath, cercetător la Universitatea din Adelaide.

Folosirea plăcii bacteriene

Oamenii de știință au luat placă bacteriană din gura donatorului, au amestecat-o cu gel și au utilizat-o pe dinții șobolanilor. Șobolanii au prezentat o scădere semnificativă a cariilor dentare. Echipa își propune să înceapă studiile clinice pe oameni în 2025.

Pe lângă faptul de a afla dacă transplantul funcționează la oameni, cercetătorii studiază dacă același transplant va funcționa la diferite categorii demografice și cât de des trebuie să fie reînnoit. Tratamentul ar trebui probabil să fie depozitat la temperaturi foarte scăzute. Iar oamenii de știință prevăd o aplicare la fiecare câteva luni la cabinetul unui dentist.

Terapia cu lumină roșie pentru gingii

Imaginați-vă un implant dentar cu tehnologie încorporată pentru a furniza terapie cu lumină roșie care stimulează imunitatea. Nici măcar nu are nevoie de o baterie. Lumina este alimentată de mișcările gurii.

Implanturile dentare prezintă riscul peri-implantitei, o boală cauzată de bacterii care distruge gingia și țesutul osos din jurul implantului. Geelsu Hwang, profesor asociat în cadrul departamentului de științe preventive și restaurative de la Universitatea din Pennsylvania, crede că are o soluție într-un implant dentar de înaltă tehnologie care emite lumină către gingia din jurul unui implant.

Echipa lui Hwang a descoperit că lumina roșie stimulează țesutul gingival să elibereze peptide antimicrobiene. Proteine ale sistemului imunitar care ucid bacteriile. Ei au optat pentru lumina în infraroșu apropiat, care este invizibilă. „Sunt destul de sigur că nu mulți oameni ar dori să aibă o lumină roșie vizibilă din gura lor”, spune Hwang. Lumina vizează gingia din jurul implantului pentru a o ajuta să lupte împotriva bacteriilor care, în mod normal, ar genera infecții.

Fabricarea dintelui artificial

Dintele artificial este fabricat din titanat de bariu. Ceea ce se numește un material piezoelectric, care generează electricitate ca răspuns la stimularea fizică. Mișcările precum mestecatul ajută la alimentarea LED-urilor de terapie cu lumină ale implantului. De asemenea, titanatul de bariu îndepărtează în mod natural bacteriile. Un dezavantaj este că nu este la fel de rezistent ca zirconia. Un material ceramic utilizat în mod obișnuit pentru implanturi. Hwang spune că echipa lucrează la consolidarea acestuia.

În laborator, au testat terapia cu lumină pe celule din țesutul gingival înconjurate de bacterii care cauzează boli. Ei au constatat că 90 de minute de lumină zilnică au fost suficiente pentru a minimiza inflamația. De asemenea, ei investighează dacă tratamentul trebuie să fie continuu sau poate fi întrerupt. Produsul va fi testat pe porci în cursul acestui an, cu scopul de a trece la studii clinice pe oameni.

Un medicament inovator ar putea regenera dinții lipsă.

La șoarecii cu agenezie dentară congenitală, o afecțiune în care dinții lipsesc ca urmare a unei dezvoltări eșuate, o injecție intravenoasă a acestui medicament a permis formarea dinților. Noul medicament este un anticorp conceput pentru a bloca o proteină numită USAG-1. Care, în mod normal, împiedică creșterea dinților suplimentari. Blocarea proteinei permite mugurilor de dinți, prima etapă a formării dinților, să se maturizeze.

„O moleculă are potențialul de a face un dinte întreg”, spune Katsu Takahashi, șeful departamentului de stomatologie și chirurgie orală de la spitalul Kitano din Osaka, Japonia, care conduce proiectul.

Primul studiu pe oameni al echipei sale, planificat pentru toamnă, va testa siguranța, mai degrabă decât creșterea dinților, la adulți sănătoși. Dacă acest studiu va avea succes, se va trece la testarea medicamentului pe copii cu vârste cuprinse între 2 și 7 ani cărora le lipsesc dinții din cauza ageneziei dentare congenitale.

Formarea dinților permanenți

Takahashi spune că copiii cu această boală au începuturi de muguri de dinți care nu se dezvoltă corespunzător din cauza unor factori genetici și de mediu. Echipa presupune că medicamentul ar putea permite formarea dinților permanenți. Studiul ar dura între trei și cinci ani. Timpul tipic necesar pentru creșterea unui dinte permanent de la stadiul de mugure în maxilar până la erupția prin gingie.

Echipa va continua, de asemenea, cercetările sale de bază în speranța de a extinde potențialele utilizări ale medicamentului la adulți, spune Takahashi, conform wsj.com