Наноботы для уничтожения бактерий в корневых каналах

По данным Американской ассоциации эндодонтистов, ежегодно проводится около 25 миллионов процедур лечения корневых каналов, и более 90% из них оказываются успешными. Для обработки корневых каналов, исследователи из Индийского института науки и компании Theranautilus, занимающейся нанороботикой, продемонстрировали, что наноботы могут эффективно использоваться для уничтожения бактерий в дентинных канальцах. 

«Дентинные канальцы очень малы, и бактерии находятся глубоко в ткани. Современные методы недостаточно эффективны, чтобы проникнуть полностью внутрь и уничтожить бактерии,» сказал в пресс-релизе Шанмух Шринивас, научный сотрудник Центра нанонауки и инженерии (CeNSE) Индийского института науки и один из соучредителей Theranautilus.

В ходе исследования ученые изучили потенциал управляемых наноботов для дезинфекции дентинных канальцев. Под контролем устройства, генерирующего магнитное поле низкой интенсивности, введенные в образцы удаленных зубов, наноботы смогли проникнуть глубоко внутрь дентинных канальцев. Манипулируя магнитным полем, исследователи спровоцировали поверхность наноботов выделять тепло, чтобы уничтожать бактерии поблизости. «В настоящее время, здесь и сейчас, никакая другая технология на рынке не делает этого», — объяснил ведущий автор доктор Дэбиян Дасгупта, научный сотрудник CeNSE и соучредитель Theranautilus.

Согласно полученным результатам, наноботы смогли проникнуть в зубные канальцы на глубину до 2000 мкм. Такая глубина проникновения значительно отличается в сравнении с ультразвуковым и лазерным орошением. Исследователи считают, что использование тепла для уничтожения бактерий является безопасной альтернативой использованию агрессивных химических веществ или антибиотиков для обеззараживания корневого канала.

«Мы очень близки к внедрению этой технологии в клинических условиях, что считалось футуристичным еще три года назад», — прокомментировал соавтор доктор Амбариш Гхош, профессор CeNSE. «Отрадно видеть, как простое научное любопытство превращается в медицинское вмешательство, которое может повлиять на миллионы людей уже в одной только Индии», — заключил он.

С этой целью в настоящее время исследователи работают над разработкой нового медицинского устройства, которое сможет легко помещаться во рту пациента и позволит стоматологу вводить нанороботы и манипулировать ими внутри зубов во время лечения корневых каналов.

(a) Наноботы проникают в дентинный каналец. (b & c) Схематическое изображение и изображение с электронного микроскопа нанобота, движущегося по дентинному канальцу, чтобы добраться до бактериальной колонии. (d & e) Локально индуцируемое тепло от нанобота, убивающего бактерии. Зеленые бактерии живые, а красные — мертвые. (f) Группа целенаправленной терапии, проводимой в зубах человека. 

Исследователи из Theranautilus, который изначально был лабораторным подразделением института, ранее продемонстрировали, что наночастицы с магнитным управлением обладают способностью улавливать и перемещать объекты с помощью света, проходить через кровь и проникать в живые клетки и прочно прилипать к раковым клеткам. После тестирования зубных наноботов на моделях мышей они также пришли к выводу, что наноботы безопасны для использования в биологических тканях.