2022/07/29     

幫你自動清潔牙齒的奈米機器人

集刷牙、漱口、牙線三種功能於一身

我們天天都要刷牙保持口腔的清潔,而科學的進步讓我們有省時又省力的電動牙刷替代傳統的手動牙刷。不過,在電動牙刷之後,人類還能發明更新、更方便的科技產品。

近日,美國賓夕法尼亞大學(University of Pennsylvania)的研究團隊開發出一種能幫助人類清潔牙齒的奈米機器人(microrobots),讓人們刷牙時不再需要自己動手。這種機器人帶有磁性,經由磁力控制便能在口腔中轉換成任意形狀,清除牙齒表面的牙菌斑。相關研究已發布在專業期刊《美國化學學會》(American Chemical Society publications)上。

集刷牙、漱口、牙線三種功能於一身
本次研究的作者之一、賓夕法尼亞大學的牙科醫學院教授邱(Hyun Koo,音譯)表示:「例行性的口腔護理很麻煩,對許多人來說還是個挑戰,尤其是那些不太能清理自己牙齒的人。你要先刷完牙,再用牙線,最後是漱口,這些步驟都需要仰賴手部動作,並且得經過好多階段才算完成。」

豐富優惠、便捷好用!一數位帳戶滿足消費者全方面金融需求
一般人可能覺得動手刷牙、使用牙線是理所當然的事,但對某些行動不便者來說,這些動作帶有一定的困難性。邱指出,奈米機器人能全程自動化、不假他人之手,集刷牙、漱口和牙線的三種功能於一身,一次性地完成這幾個步驟。

研究團隊解釋,這款奈米機器人是由氧化鐵奈米粒子(nanoparticles)所構成,在一套磁場系統的操控下,它能變換不同形狀,既能變成刷毛狀、刷除牙垢,又能變成一條線在齒縫之間滑動,如同牙線般清潔牙齒縫隙。同時,它還能在變形的過程中釋放抗菌物質,抑制嘴巴裡的口腔細菌,達到漱口的功效。

奈米機器人能將刷牙、漱口和牙線的三種功能融合在一起,徹底清潔口腔中的牙齒。各種牙齒排列都難不倒它。研究團隊已使用奈米機器人在3D列印的假牙還有真人牙齒上經過測試,觀察到它能有效地清除沉積在牙齒表面上的生物薄膜,這種黏性的微生物群落即是牙菌斑,往往是導致蛀牙和牙齦疾病的元兇。

本次研究的作者之一、賓夕法尼亞大學的工程與應用科學學院的研究人員史帝格(Edward Steager)說明,這款奈米機器人在經過編程後,會自動執行清潔牙齒的過程,重要的是,它能適應不同的牙齒排列狀態,將各種牙齒表面清潔乾淨。

不過,這個奈米機器人在清潔牙齒的過程中,會不會不小心傷害到牙齦或刷壞牙齒表面的琺瑯質?研究團隊表示,奈米機器人形成的刷毛可以有力地清除牙菌斑,但也柔軟到不會損害到對方的牙齒,這是他們在豬的嘴巴離體(ex vivo)中測試過後所得到的結果。

這款技術將成為老年醫學與行動不便者的刷牙福音。目前,這款清潔牙齒的奈米機器人還只是賓夕法尼亞大學研究團隊的原型,研究團隊希望持續調整,將它發展成一個產品,未來運用在牙科診所或是個人的家中,幫助無法自行刷牙的年長者或失能者進行口腔的護理。