懒得刷牙？微型机器人自动帮你搞定，还能牙刷牙线随时变换

夕阳の约束

原标题：懒得刷牙？微型机器人自动帮你搞定，还能牙刷牙线随时变换  
万博 发自 凹非寺   
量子位 | 大众号 QbitAI   
果真，人类科技提高的原能源，就是懈怠。  
从洗碗机到扫地机器人，当初连 刷牙微型机器人都来了！   
你没听错，就是那种能够在你口腔中清算病菌的机器人。  
并且这类微型机器人，还具备牙医助手的功用：  
不只可以按照微型机器人构成资料的化学特性，清算致使龋齿的牙齿生物膜和细菌，还能收集口腔中的病菌，帮忙诊断口腔问题。  
钻研效果一经颁发就惹起热议，有网友乃至曾经开始畅想，当前会不会连牙医都不需求了？  


看网名，这位老哥本人应该就是一名牙医，职业危机认识很敏感呀～（手动狗头）  
机器人怎么帮你刷牙？   
可 变形，能 除垢，还能为牙医采 集诊断材料，是这类刷牙微型机器人的3大功用。   
完成这些功用的面前原理，是同时利用了氧化铁纳米颗粒 （IONP） 的磁场管制和化学特性。   
详细来看：  
IONP能够经过改动磁场进行状态的变动，置信大家都看过相似这样的视频：  


而这一原理，目前曾经被普遍应用于医学畛域，刷牙微型机器人，也恰是以IONP为载体完成的。  
首先，为了能对IONP进行可控变形，钻研团队设计了一个拥有机器人原理的磁场管制平台，可以经过改动磁场，来组装、从新配置和驱动IONP的下层构造。  
经过这个管制平台，IONP就能变为具备一定刚性，相似于鬃毛同样的状态，这些鬃毛能够像牙刷同样，刺穿牙齿外表的生物膜，中转牙垢掩盖面进行清算。  


并且，这些“鬃毛”还有一个才能，就是长度、掩盖面积可控，钻研团队在对IONP 悬浮液进行试验时发现，“鬃毛”长度和掩盖面积取决于3个要素：   
IONP 悬浮液 浓度，浓度越高长度越长；  流体拖拽力的速度，IONP会随着磁场往返静止，当磁场拖拽速度更快的时分，IONP之间的内聚力被破坏，长度就会变短；  磁 场强度也是要素之一，“鬃毛”长度与磁场强度之间，存在正相干瓜葛。    在试验的过程当中，钻研团队经过改动IONP的内聚力和刚性，完成了IONP在繁杂外表的静止和清算。  
在之后的试验中，钻研团队用3D打印复制了一集体类口腔构造，在上述试验的根底上，胜利完成了IONP的“牙线”状态，在细菌集结的牙齿缝隙中起到清算作用。  


牙刷微型机器人的 除垢才能，依托的是IONP的化学特性。   
在此以前，曾经有钻研标明，IONP拥有过氧化物酶样活性，能够催化过氧化氢达到抗菌成果，而IONP也曾经被运用于生物膜的处置。  
钻研团队在一块固定的几何板上，准确疏导IONP到需求清算的病菌区，IONP“鬃毛”与生物膜间接接触，同时在凑近病菌区之处经过催化过氧化氢发生的活性氧，完成了原位杀灭细菌。  


为了验证采集诊断材料的才能，钻研团队使用了一种红色念珠菌——一种细菌和真菌的病原体——通常存在于 牙齿外表的生物膜中。  
钻研团队在采集了上述阶段的生物膜样品后，发现活性细菌和真菌都存在于IONP的“鬃毛”内。  
这也证实IONP在清算过程当中，能够将活性的病菌带出并作为牙医诊断口腔问题的证据。  


综上所述，以IONP作为载体的刷牙机器人，无理论上能够完成口腔清洁、诊断的才能，但能否真正在人体中任务，还需求证实一件事：  
IONP会不会对生物口腔发生毁坏。  
为此，钻研团队专门进行了 生物相容性的剖析，用IONP对一个体外猪颌模型进行处置。   
试验后果发现，“刷牙”10分钟后，猪颌牙龈组织并无遭到损伤，并且IONP也没有显示出 细胞毒性。   
也就是说，以IONP为载体的 概念牙刷微型机器人，实践上能够投入运用。   


钻研团队目前正在继续优化刷牙微型机器人的静止管制，并斟酌开发一种口腔贴合装备，升高刷牙微型机器人的使用门坎。  
怎样，这么厉害的刷牙微型机器人，你就不想来一个？  
作者引见   
钻研来自宾夕法尼亚大学的口腔医学学院和工程与运用迷信学院，效果曾经颁发在《ACS纳米》杂志上。  


通信作者Edward Steager博士，宾夕法尼亚大学初级钻研考察员，博士后钻研员。钻研畛域波及自动化与机器人，微型机器人电机一体化等等。  


独特通信作者Hyun Koo博士，宾夕法尼亚大学牙科医学院传授，次要钻研畛域包罗生物外基质、生物膜内微环境、以及EPS的发生和嵌入基质病原体之间的瓜葛。  
参考链接：   
http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c01950   
http://penntoday.upenn.edu/news/penn-dental-engineering-shapeshifting-microrobots-can-brush-and-floss-teeth   
— 完—   
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