18.07.2019 · Fachbeitrag · Forschung

Entfernen von Biofilm in der Zahnwurzel mit dem Nanoroboter

| Bakterien in einem Biofilm leben (auch auf Zähnen) in einer schützenden, klebrigen Matrix. Diese erschwert es Antibiotika, einzudringen und die Bakterien abzutöten. Darüber hinaus ist die Matrix mechanisch schwer zu entfernen. Ein Team um Dr. Edward Steager (University of Pennsylvania) entwickelt dafür mikroskopische Roboter aus Eisenoxid-Nanopartikeln. |

Die Forscher testeten zunächst eine flüssige Lösung, die Eisenoxid-Nanopartikel, matrixabbauende Enzyme und Wasserstoffperoxid enthielt. Die Lösung tötete Bakteriencluster auf einer Glasoberfläche ab und demontierte die Matrix. Um die Ablagerungen zu entfernen, wandte das Team Magnetkraft an. Der Magnet brachte die Eisenoxidpartikel zu einem Cluster zusammen. Anschließend reinigte das Team eine mit Biofilm bedeckte Oberfläche. Nach 24 Stunden wuchs der Biofilm nicht mehr nach.

Anschließend fertigte das Team mit einem 3D-Drucker Sonderformen aus einem Gel, das die magnetischen Nanopartikel enthält. U. a. testeten sie auch einen gerippten Miniroboter, um einen engen Wurzelkanal in einem extrahierten Zahn zu reinigen. Rotierende Magnete ermöglichten es, den Roboter durch den Wurzelkanal zu treiben. Die Forscher zeigten, dass das Robotersystem die Wände des Kanals mechanisch reinigen kann, auch wenn dieses mit Biofilm verstopft ist. Das Robotersystem zerstörte auch erfolgreich Biofilme im Inneren des Zahnes. „Die Miniroboter aus Eisenoxid sind in der Lage, gleichzeitig die Schutzmatrix abzubauen, die eingebetteten Bakterien abzutöten und die biologisch abgebauten Produkte zu entfernen“, erläutert Dr. Hyun Koo.