DT News - Netherlands - Klein maar krachtig: microrobots kunnen wortelkanaalbehandelingen verbeteren

Franziska Beier, Dental Tribune International

wo. 3 mei 2023

Bewaar

PHILADELPHIA, VS – Nieuwe ontwikkelingen in kleinschalige robotica en nanotechnologie bieden mogelijkheden die voorheen ondenkbaar waren voor diagnostische en therapeutische doeleinden. Onderzoekers van de afdeling Tandheelkunde aan de Universiteit van Pennsylvania en het Center for Innovation and Precision Dentistry testten het gebruik van microrobots bij wortelkanaalbehandelingen. Robots blijken in staat te zijn om de oppervlaktes van moeilijk bereikbare wortelkanalen te vinden, biofilm te verstoren, samples te verkrijgen voor diagnose en zelfs om medicatie toe te dienen.

De belangrijkste oorzaak van het mislukken van wortelkanaalbehandelingen is onvolledige desinfectie van het wortelkanaal, met infecties en parodontitis als gevolg. Een van de redenen hiervoor is de complexe anatomie van het wortelkanaalsysteem, waardoor effectieve biofilmverwijdering moeilijk is. Voor het bepalen en evalueren van de effectiviteit van desinfectie waren tot deze doorbraak beperkt middelen beschikbaar.

Het microroboticasysteem uit dit onderzoek komt voort uit een lopende samenwerking tussen de afdeling Tandheelkunde en de School of Engineering and Applied Science van de universiteit. In een eerder onderzoek heeft deze samenwerking een microrobotisch systeem opgeleverd dat bestaat uit nanodeeltjes. Dit kan niet alleen tanden poetsen, maar ook flossen en spoelen in één stap, waardoor de tandplak van tanden effectief wordt verwijderd.

Effectieve en nauwkeurige begeleiding van microrobots

De onderzoekers ontwikkelden en testten in hun meest recente onderzoek twee verschillende microrobots. Voor beide robots gebruikten zij ijzeroxide nanodeeltjes (IONP's) als bouwstenen, die katalytische en magnetische eigenschappen hebben.

Gevraagd naar de biocompatibiliteit en de veiligheid voor patiënten, antwoordde co-auteur prof. Hyun Michel Koo van de afdeling Orthodontie van Penn Dental Medicine: “IONP's worden veelvuldig gebruikt in de nanogeneeskunde vanwege de minimale cytotoxiciteit, uitstekende fysisch-chemische eigenschappen, stabiliteit in wateroplossingen en biocompatibiliteit. Verschillende IONP-formules zijn al goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) voor parenterale toediening als behandeling van ijzertekort.”

Hij voegde toe: “Onze eerdere histopathologische analyse van tandvlees-, slijmvlies- en andere weefsels, waaronder belangrijke organen zoals de lever en de nieren, toonde geen tekenen van schadelijke effecten, wat wijst op een hoge histocompatibiliteit van zowel de eigen als de door de FDA goedgekeurde IONP-formules.”

Om de effectiviteit van microrobotische platforms bij wortelkanaalbehandelingen te evalueren, voerden de onderzoekers experimenten uit met 3D-geprinte tandreplica’s die geprepareerd waren met tandplak van vier verschillende bacteriesoorten die voorkomen in wortelkanalen.

Bij het eerste platform, waarbij elektromagneten werden gebruikt, stelde het onderzoeksteam de IONP’s op in kleine zwermen en stuurden ze deze magnetisch aan om de biofilm te verstoren en verminderen. Bij de analyse van het verzamelde monster werden alle vier de bacteriesoorten aangetroffen. Bovendien bleken onder de microscoop alle nanodeeltjes uit het wortelkanaal te zijn verwijderd.

Bij het tweede platform printte het onderzoeksteam miniatuur helixvormige robots in 3D. Deze werden gevuld met een gel die IONP’s bevatte. Vervolgens leidden de onderzoekers de robots het wortelkanaal in met behulp van magnetische velden en observeerden ze hoe de biofilm op chemische en mechanische wijze zeer efficiënt werd verstoord. Bijzonder opmerkelijk is de mogelijkheid om de helixvormige robots te beladen met geneesmiddelen voor een gerichte afgifte daarvan in de apicale regio van het wortelkanaal.

“Er zijn momenteel drie belangrijke beperkingen bij wortelkanaalbehandelingen: een gebrek aan nauwkeurigheid bij het aanpakken van biofilm die de apicale regio infecteert, de anatomische complexiteit van het wortelkanaal en de moeilijkheid om biofilmmonsters te verkrijgen voor diagnose. Voor zover wij weten, bestaat er geen aanpak waarmee gelijktijdig monsters kunnen worden genomen en een antimicrobiële behandeling kan worden toegepast in wortelkanaalbehandelingen,” aldus hoofdauteur dr. Alaa Babeer van Penn Dental Medicine over de relevantie van de onderzoeksresultaten voor wortelkanaalbehandelingen.

“Onze bevindingen tonen de haalbaarheid van de veelzijdigheid van microrobotica om moeilijk bereikbare wortelkanaaloppervlakken te bereiken voor het kapotmaken, verwijderen en ophalen van biofilm voor microbiële detectie in real-time. Verder bewijzen we de haalbaarheid van het volgen van de robot in het wortelkanaal met behulp van de huidige klinische imaging technieken,” vervolgt hij.

Toekomstige toepassingen en verder onderzoek

De onderzoekers voorzien een breed toepassingsgebied voor de microrobots in de tandheelkunde en de algemene geneeskunde. Volgens prof. Koo zouden de microrobots van ijzeroxide nanodeeltjes verschillende functies in de tandheelkunde kunnen combineren. Functies zoals geautomatiseerd, hands-free poetsen en flossen voor effectieve verwijdering van tandplak, wat nuttig kan zijn voor personen met een beperking of voor mensen die niet behendig genoeg zijn om goede mondhygiëne uit te voeren.

Op basis van de resultaten van het huidige onderzoek verwacht prof. Koo dat microrobots “precisiegeleide behandelingen mogelijk zullen maken om biofilm in moeilijk bereikbare plaatsen te verstoren en de regeneratie van zwakke delen en botten te bevorderen”. Hij voegde eraan toe dat microrobots medicatie of levende cellen zouden kunnen afleveren op verschillende plaatsen in de mond en de schedel. Deze variëren van diepe parodontale pockets en de apicale regio van het wortelkanaal tot de craniomandibulaire regio, om de genezing te bevorderen.

Voor biomedische toepassingen merkte prof. Koo op dat “magnetisch gestuurde microrobots diverse toepassingen hebben laten zien, waaronder kankerbestrijding, gerichte toediening van medicatie, genen en stamcellen en minimaal invasieve behandelingen”.

De onderzoekers verklaarden dat toekomstig onderzoek de mogelijkheden voor robottoepassingen nog verder kan uitbreiden tot de opsporing, behandeling en verwijdering van biofilm. Dit kan in verband met andere infectieziekten en biologische vervuiling van tandheelkundige en medische apparatuur of implantaten.

Het onderzoek, genaamd ‘Microrobotics for precision biofilm diagnostics and treatment’, is gepubliceerd in augustus 2022 in het Journal of Dental Research.

Labels:

To post a reply please login or register

VGerelateerde artikelen

Onderzoekers ontwikkelen van vorm veranderende microrobots die kunnen tandenpoetsen, flossen en spoelen

PHILADELPHIA, VS – Een goede mondhygiëneroutine vereist behendigheid en kan moeilijk zijn voor ouderen en mensen met een handicap. Onderzoekers uit ...

Geluidsgolven verbeteren botgenezing

AMSTERDAM – Gepulseerde geluidsgolven van lage sterkte bevorderen het genezen van fracturen met een vertraagde genezingsduur door de botaanmaak en ...

"Ook mensen met geldgebrek moeten naar de tandarts kunnen"

AMSTERDAM Naar schatting ondervinden 500.000 mensen barrières in de toegang tot mondzorg als gevolg van financiële problemen. Met de campagne ‘Kiezen ...

Netflix schrapt documentaire over wortelkanaalbehandelingen

Netflix heeft de omstreden documentaire Root Cause uit het aanbod verwijderd. De streamingsdienst staat bekend om haar kwaliteitsdocumentaires. Root Cause ...

Poets-selfies verbeteren mondverzorging

OHIO, VS/CHENNAI, INDIA – Video-selfies gemaakt met een smartphone zijn vandaag de dag niet alleen een populair communicatiemiddel. Ze worden daarnaast ...

Probiotische zuigtabletten verbeteren parodontale gezondheid

Tijdens een missie op zee kregen mariniers zes weken lang zuigtabletten met daarin de probiotica Limosilactobacillus reuteri Prodentis. Er werd onderzocht ...

Dental Expo verplaatst naar maart 2022

GORINCHEM – De komende editie van Dental Expo die gepland stond op 29, 30 en 31 oktober 2020 in Evenementenhal Gorinchem wordt verplaatst naar maart 2022....

Multidisciplinaire aanpak moet mondgezondheid ouderen verbeteren

NIEUWEGEIN – Bijna één op de vijf ouderen heeft bij opname in het verpleeghuis problemen met de mondzelfzorg. Dat blijkt uit een ...

Er gaat veel mis bij wortelkanaalbehandelingen, vindt RTL

HILVERSUM – Een gebroken vijl die achterblijft in het behandelde element, zenuwschade of langdurige pijnklachten omdat de ontsteking maar niet verdwijnt. ...

Hyaluronzuurfillers: kunnen vollere lippen te vol zijn?

MARINGÁ, Brazilië – Lippen zijn er in verschillende maten en vormen, maar vollere lippen worden vaak gezien als fysieke representatie van jeugd en ...

25 jaar ANT: van tegengeluid naar mogelijke fusie

Beroepsvereniging ANT viert dit jaar haar 25-jarig bestaan. Door de uitbraak van covid-19 wordt dit helaas gevierd zonder feestelijk lustrumcongres. Maar ...

Opleiding

Live webinar
vr. 26 april 2024
6:00 (CET) Amsterdam