I nanobot elicoidali, o robot di dimensioni nanometriche sfruttati utilizzando un campo magnetico, possono aiutare a uccidere i batteri in profondità all’interno dei tubuli dentinali e aumentare il successo dei trattamenti canalari, come ha dichiarato un nuovo studio sviluppato dai ricercatori dell’Indian Institute of Science (IISc) e della startup incubata IISc, Theranautilus.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Advanced Healthcare Materials.
Nanobot elicoidali e igiene dentale: ecco cosa dice la ricerca
I trattamenti canalari vengono eseguiti di routine per trattare le infezioni dei denti in milioni di pazienti. La procedura prevede la rimozione del tessuto molle infetto all’interno del dente, chiamato polpa, e il lavaggio del dente con antibiotici o sostanze chimiche per uccidere i batteri che causano l’infezione.
Succede però che in diversi casi, il trattamento non riesca a rimuovere completamente tutti i batteri, in particolare i batteri resistenti agli antibiotici come Enterococcus faecalis, che rimangono nascosti all’interno dei canali microscopici del dente chiamati tubuli dentinali.
“I tubuli dentinali sono molto piccoli e i batteri risiedono in profondità nel tessuto. Le tecniche attuali non sono abbastanza efficienti per entrare fino in fondo e uccidere i batteri“, ha spiegato Shanmukh Srinivas, Research Associate presso il Center for Nano Science and Engineering (CeNSE ), IISc e co-fondatore di Theranautilus.
Durante lo studio, i ricercatori hanno progettato nanobot elicoidali costruiti con biossido di silicio rivestito di ferro, che possono essere guidati sfruttando un dispositivo che genera un campo magnetico a bassa intensità. Questi nanobot elicoidali vengono iniettati in campioni di denti estratti e il loro movimento viene monitorato utilizzando un microscopio.
Modificando la frequenza del campo magnetico, i ricercatori sono stati in grado di far muovere i nanobot elicoidali nelle direzioni interessate e di penetrare in profondità all’interno dei tubuli dentinali: “Abbiamo anche stabilito che possiamo recuperarli… possiamo estrarli dai denti del paziente“, ha affermato Srinivas.
Fondamentalmente, la squadra di ricercatori è stata capace di comandare il campo magnetico per fare in modo che la superficie dei nanobot elicoidali generi calore, che può uccidere i batteri nelle vicinanze: “Nessun’altra tecnologia sul mercato può farlo in questo momento“, afferma Debayan Dasgupta, Research Associate presso CeNSE e un altro co-fondatore di Theranautilus.
In precedenza, gli scienziati hanno utilizzato ultrasuoni o impulsi radar per creare onde d’urto nel fluido utilizzato per eliminare batteri e detriti tissutali, al fine di migliorare l’efficienza del trattamento del canale radicolare. Ma questi impulsi possono penetrare solo fino a una distanza di 800 micrometri e la loro energia si dissipa rapidamente. I nanobot elicoidali sono stati in grado di penetrare molto più lontano, fino a 2.000 micrometri. L’uso del calore per uccidere i batteri fornisce anche un’alternativa più sicura alle sostanze chimiche aggressive o agli antibiotici, hanno spiegato i ricercatori.
Theranautilus è il risultato di diversi anni di lavoro sulle nanoparticelle a controllo magnetico svolto nel laboratorio di Ambarish Ghosh, professore al CeNSE. Il suo gruppo, insieme ai collaboratori, ha precedentemente dimostrato che tali nanoparticelle possono intrappolare e spostare oggetti usando la luce, nuotare attraverso il sangue e all’interno di cellule viventi e attaccarsi saldamente alle cellule tumorali: “Questi studi hanno dimostrato che sono sicuri da usare nei tessuti biologici“, ha specificato Dasgupta.
Il team ha testato i nanobot elicoidali dentali in modelli di topi: i piccoli robot si sono dimostrati sicuri ed efficaci. Gli studi stanno anche lavorando allo sviluppo di un nuovo tipo di dispositivo medico che possa adattarsi facilmente all’interno della bocca e consentire al dentista di iniettare e manipolare i nanobot all’interno dei denti durante il trattamento del canale radicolare.
“Siamo molto vicini all’implementazione di questa tecnologia in un ambiente clinico, considerato futuristico anche tre anni fa”, ha concluso Ghosh: “È una gioia vedere come una semplice curiosità scientifica si stia trasformando in un intervento medico che può avere un impatto su milioni di persone nella sola India”.
Il problema della resistenza agli antibiotici si sta facendo sempre più pressante nella comunità medico-scientifica. L’abuso compiuto negli anni precedenti ha portato all’insorgere di questo annoso problema. Per questa ragione è importante che ogni ambito della scienza medica, e in questo caso, dell’ingegneria biomedica cerchi soluzioni efficaci per eliminare questa crisi.
