Nghiên cứu thành công robot kích thước nano tiêu diệt vi khuẩn trong tủy răng

Mới đây, các nhà khoa học cho biết đang nghiên cứu sử dụng robot kích thước nano được điều khiển bằng từ trường để tiêu diệt vi khuẩn sâu bên trong răng, giúp tăng tỷ lệ thành công của quá trình điều trị tủy răng sau khi mô sống đã bị loại bỏ.

Điều trị tủy răng là loại phẫu thuật nha khoa được thực hiện để chữa trị tình trạng nhiễm trùng răng ở bệnh nhân.

Quy trình bắt đầu bằng việc loại bỏ mô mềm bị nhiễm trùng bên trong răng, gọi là tủy răng, sau đó rửa răng bằng thuốc kháng sinh hoặc hóa chất để tiêu diệt vi khuẩn gây nhiễm trùng.

Tuy nhiên, vấn đề khó khăn nhất sau khi phẫu thuật là vi khuẩn thường không thể bị loại bỏ hoàn toàn, đặc biệt là vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh như Enterococcus faecalis, chúng thường trốn trong các ống siêu nhỏ trong răng, được gọi là ống tủy răng.

Đó là lý do các nhà khoa học của Viện Khoa học Ấn Độ (IISc) và công ty khởi nghiệp do IISc đầu tư, tiến hành nghiên cứu sử dụng robot nano để loại bỏ vi khuẩn trong các ống tủy răng.

Shanmukh Srinivas, cộng sự nghiên cứu tại Trung tâm Khoa học và Kỹ thuật Nano (CeNSE), IISc, và đồng sáng lập Theranautilus, cho biết: "Các ống tủy răng rất nhỏ và đó là nơi vi khuẩn ẩn mình sâu bên trong. Hầu hết kỹ thuật hiện tại không đủ khả năng để đi sâu vào các ống và tiêu diệt vi khuẩn”.

Trong nghiên cứu được công bố trên Advanced Healthcare Materials, nhóm khoa học đã thiết kế các nanobot xoắn ốc làm bằng silicon dioxide phủ sắt, được điều khiển bằng một thiết bị tạo từ trường cường độ thấp. Những con nanobot sau đó được tiêm vào các mẫu răng đã bị nhổ hoàn toàn, chuyển động của chúng được theo dõi dưới kính hiển vi.

Bằng cách điều chỉnh tần số của từ trường, nhóm nghiên cứu có thể điều khiển nanobot di chuyển vào sâu bên trong các ống tủy răng. “Chúng tôi đã thiết lập để có thể lấy chúng ra khỏi răng bệnh nhân một cách an toàn”, Srinivas cho biết.

Nanobot tiêu diệt vi khuẩn thông qua nhiệt trên bề mặt, có thể điều chỉnh bằng thiết bị từ trường. Debayan Dasgupta, cộng sự nghiên cứu tại CeNSE và một đồng sáng lập khác của Theranautilus cho biết: “Không có công nghệ nào khác trên thị trường có thể làm được điều này tại thời điểm hiện tại”.

Trái: Nanobots đi vào ống tủy răng. Hình giữa và bên dưới nói: Hình ảnh nanobot di chuyển qua ống tủy răng để đến khu vực vi khuẩn. Phải: Hình ảnh kính hiển vi của sức nóng cục bộ từ nanobot có thể tiêu diệt vi khuẩn như thế nào. Vi khuẩn sống có màu xanh lá cây và vi khuẩn chết có màu đỏ. Dưới cùng bên phải hiển thị vị trí điều trị được thực hiện trên răng người.

Trước đây, khoa học y khoa đã sử dụng sóng siêu âm/xung laser để tạo ra sóng xung kích trong hóa chất được bơm vào răng, từ đó giúp đẩy vi khuẩn cùng các mảnh vụn mô ra ngoài. Tuy nhiên, phương pháp trên không quá hiệu quả vì xung laser chỉ có thể xuyên qua khoảng cách 800 micromet, cộng với việc năng lượng chúng tạo ra tiêu tán rất nhanh.

Song, nanobot có thể thâm nhập sâu theo ý muốn của người điều khiển, lên đến 2.000 micromet. Ngoài ra, phương pháp này cũng hiệu quả và an toàn hơn khi nó sử dụng nhiệt thay vì hóa chất hoặc thuốc kháng sinh mạnh.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm các nanobot nha khoa trên mô hình chuột và nhận thấy chúng an toàn và hiệu quả. Họ cũng đang phát triển một loại thiết bị y tế mới có thể nằm gọn trong miệng, cho phép nha sĩ tiêm và thao tác các nanobot dễ dàng.

Ghosh cho biết: “Chúng tôi đang tiến rất gần đến việc triển khai công nghệ mới trong môi trường lâm sàng. Nếu thành công, phát minh này sẽ ảnh hưởng đến rất nhiều người gặp vấn đề về nhiễm trùng răng trên thế giới, bao gồm Ấn Độ”.

Theo khoahoc.tv