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Des micro-robots pour éliminer la plaque dentaire



Et si demain une armée de micro-robots se chargeait du travail de détartrage ? Une équipe de chercheurs de l'université de Pennsylvanie vient de mettre au point des micro-robots capables de nettoyer les dents avec une redoutable efficacité.


À l'origine de cette invention ? La rencontre entre deux disciplines.


D'un côté des membres de l'école d'ingénierie et de sciences appliquées qui, grâce à des nanoparticules de fer, avaient mis au point des micro-robots dirigeables par champ magnétique ; de l'autre Hyun Koo, chercheur en médecine dentaire qui étudiait diverses solutions pour éliminer les biofilms responsables de la plaque dentaire...


Au départ, en créant ces micro-robots, les jeunes ingénieurs visaient plutôt à nettoyer les tubes et espaces confinés comme les canalisations, les sondes ou les cathéters médicaux. Des endroits où les biofilms bactériens sont particulièrement résistants aux traitements antimicrobiens car ils collent au support, provoquant infections et dégradation des surfaces. En voyant le résultat de leur travail, Hyun Koo, principal auteur de l'étude publiée dans la revue Science Robotics, qui de son côté avait déjà expérimenté une solution à base de nanoparticules d'oxyde de fer pour éliminer le tarte, leur a proposé de rapprocher leur savoir-faire.

Un « chasse-neige » qui racle la plaque dentaire


Les nanoparticules d’oxyde de fer possèdent une double action, magnétique et catalytique, qui décompose la matrice d’exopolysaccharides du biofilm. © Geelsu Hwang et al, Science Robotics, 2019

Ensemble, ils ont créé deux types de micro-robots. Le premier consiste à suspendre des particules d'oxyde de fer dans une solution, celle-ci pouvant alors être dirigée par des aimants pour éliminer le biofilm à la manière d'un chasse-neige. « Ces RAC biohybrides peuvent ainsi être balayés sur des larges bandes ou sur une trajectoire bien définie pour une élimination localisée à l'échelle microscopique », assure Hyun Koo.


Le second type de robot implique l'incorporation des nanoparticules dans un gel polymère, moulé en 3D dans une forme personnalisée à l'endroit que l'on souhaite traiter.




« Les RAC en forme d'ailettes conviennent par exemple aux courbes des tubes cylindriques, tandis que ceux en hélice peuvent percer un biofilm qui obstrue un canal », illustre le chercheur.


Deux types de microrobots ont été créés : l’un à base de nanoparticules de fer dans une solution, l’autre à partir des nanoparticules moulées en 3D dans un gel polymère. © Geelsu Hwang et al, Science Robotics, 2019

L'équipe a testé les RAC sur des tubes et plaques en verre avant de les appliquer sur les dents. Ils se sont avérés particulièrement efficaces pour éliminer les biofilms bactériens, non seulement à la surface de la dent mais aussi à des endroits habituellement inaccessibles aux outils du dentiste, comme les canaux radiculaires situés à la racine de la gencive où s'accumulent les bactéries. « Les traitements existants sont inefficaces parce qu'ils sont incapables de dégrader simultanément la matrice protectrice du biofilm, de tuer les bactéries incrustées et d'éliminer les résidus, explique Hyun Koo. Nos robots peuvent faire les trois à la fois, ne laissant absolument aucune trace du biofilm. » Débarrasser les dents des restes de la dégradation diminue ainsi le risque que la plaque ne se redépose dessus. Les chercheurs espèrent déboucher rapidement sur une application clinique.

Source : Futura Sciences

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