क्या आप जानते हैं कि आकार बदलने वाले माइक्रोरोबोट आपके दांतों को ब्रश और फ्लॉस कर सकते हैं?

दांतों को धोने, ब्रश करने और फ़्लॉसिंग का स्वचालित रूप से अभ्यास करने के उद्देश्य से, पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय की एक बहु-विषयक टीम ने एक आकार बदलने वाले रोबोटिक माइक्रोस्वर्म डिवाइस का आविष्कार किया।
यह ब्रशिंग और फ्लॉसिंग के सांसारिक कार्यों को करने के लिए एक नया और स्वचालित तरीका प्रदान करता है जो महत्वपूर्ण हैं।
अध्ययन ने यह भी सुझाव दिया कि यह प्रणाली उन लोगों के लिए विशेष रूप से मूल्यवान हो सकती है जिनके पास अपने दांतों को प्रभावी ढंग से स्वयं साफ करने की कमी है।
इन माइक्रोरोबोट्स के निर्माण खंड आयरन ऑक्साइड नैनोपार्टिकल्स हैं जिनमें उत्प्रेरक और चुंबकीय दोनों गतिविधि होती है।
एक चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करते हुए, शोधकर्ता अपनी गति और विन्यास को या तो ब्रिसल जैसी संरचनाओं को बनाने के लिए निर्देशित कर सकते हैं जो दांतों की व्यापक सतहों से दंत पट्टिका को दूर करते हैं या लम्बी तार जो दांतों के बीच फ्लॉस की लंबाई की तरह फिसल सकते हैं।
दोनों उदाहरणों में, एक उत्प्रेरक प्रतिक्रिया नैनोकणों को एंटीमाइक्रोबायल्स उत्पन्न करने के लिए प्रेरित करती है जो साइट पर हानिकारक मौखिक बैक्टीरिया को मार देती है।
नकली और वास्तविक मानव दांतों पर इस प्रणाली का उपयोग करने वाले प्रयोगों से पता चला है कि रोबोट असेंबली चिपचिपा बायोफिल्म को लगभग खत्म करने के लिए विभिन्न आकारों के अनुरूप हो सकती है जो गुहाओं और मसूड़ों की बीमारी का कारण बनती हैं।
पेन टीम ने एसीएस नैनो जर्नल में रोबोटिक सिस्टम के लिए प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट स्थापित करते हुए अपने निष्कर्षों को साझा किया।
पेन के ऑर्थोडोंटिक्स विभाग और सामुदायिक मौखिक स्वास्थ्य और बाल चिकित्सा दंत चिकित्सा विभाग के प्रोफेसर ह्यून (मिशेल) कू कहते हैं, “नियमित मौखिक देखभाल बोझिल है और कई लोगों के लिए चुनौतियों का सामना कर सकती है, खासतौर पर उन लोगों के लिए जिन्हें अपने दांत साफ करने में मुश्किल होती है।” स्कूल ऑफ डेंटल मेडिसिन और अध्ययन पर सह-संबंधित लेखक।
“आपको अपने दाँत ब्रश करना है, फिर अपने दाँत फ़्लॉस करना है, फिर अपना मुँह कुल्ला करना है; यह एक मैनुअल, बहु-चरणीय प्रक्रिया है।
यहां बड़ा नवाचार यह है कि रोबोटिक्स सिस्टम तीनों को एक, हाथों से मुक्त, स्वचालित तरीके से कर सकता है।”
पेन स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग एंड एप्लाइड साइंस के एक वरिष्ठ शोध अन्वेषक और सह-संबंधित लेखक एडवर्ड स्टीगर कहते हैं, “नैनोकणों को आश्चर्यजनक तरीके से चुंबकीय क्षेत्रों के साथ आकार और नियंत्रित किया जा सकता है।”
“हम ब्रिसल्स बनाते हैं जो फ़्लॉसिंग की तरह एक स्थान पर आगे और पीछे विस्तार कर सकते हैं, स्वीप कर सकते हैं और यहां तक ​​​​कि स्थानांतरित कर सकते हैं।
जिस तरह से यह काम करता है वह उसी तरह है जैसे रोबोटिक हाथ सतह तक पहुंच सकता है और सतह को साफ कर सकता है।
सिस्टम को नैनोपार्टिकल असेंबली और मोशन कंट्रोल को स्वचालित रूप से करने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है।”
मौखिक देखभाल प्रौद्योगिकी को बाधित करना
“टूथब्रश का डिज़ाइन सहस्राब्दियों से अपेक्षाकृत अपरिवर्तित रहा है,” कू कहते हैं।
इलेक्ट्रिक मोटरों को जोड़ने के दौरान बुनियादी ‘ब्रिसल-ऑन-ए-स्टिक प्रारूप’ को ऊंचा किया गया, मौलिक अवधारणा वही रही।
“यह एक ऐसी तकनीक है जिसे दशकों में बाधित नहीं किया गया है।”
कई साल पहले, सेंटर फॉर इनोवेशन एंड प्रिसिजन डेंटिस्ट्री (CiPD) के पेन शोधकर्ताओं ने, जिसमें कू एक सह-निदेशक हैं, ने इस माइक्रोरोबोटिक्स सिस्टम का उपयोग करके एक बड़े व्यवधान की ओर कदम बढ़ाया।
उनकी नवीनता थोड़ी सी गंभीरता से उत्पन्न हुई।
पेन डेंटल मेडिसिन और पेन इंजीनियरिंग दोनों में अनुसंधान समूह आयरन ऑक्साइड नैनोकणों में रुचि रखते थे लेकिन बहुत अलग कारणों से।
कू का समूह नैनोकणों की उत्प्रेरक गतिविधि से चिंतित था।
वे मुक्त कणों को मुक्त करने के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड को सक्रिय कर सकते हैं जो दांतों की सड़न पैदा करने वाले बैक्टीरिया को मार सकते हैं और दंत पट्टिका बायोफिल्म को नीचा दिखा सकते हैं।
इस बीच डीन विजय कुमार और सीआईपीडी के सह-निदेशक प्रोफेसर कैथलीन स्टीबे समेत स्टीगर और इंजीनियरिंग सहयोगी इन नैनोकणों को चुंबकीय रूप से नियंत्रित माइक्रोरोबोट्स के निर्माण खंड के रूप में खोज रहे थे।
पेन हेल्थ टेक और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ के नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ डेंटल एंड क्रैनियोफेशियल रिसर्च के समर्थन से, पेन के सहयोगियों ने वर्तमान कार्य में दो अनुप्रयोगों से शादी की, माइक्रोरोबोट्स को इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रूप से नियंत्रित करने के लिए एक प्लेटफॉर्म का निर्माण किया, जिससे वे विभिन्न कॉन्फ़िगरेशन को अपनाने और एंटीमाइक्रोबियल जारी कर सकें। प्रभावी ढंग से इलाज और दांतों को साफ करने के लिए साइट पर।
“इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि आपके सीधे दांत हैं या गलत संरेखित दांत हैं, यह विभिन्न सतहों के अनुकूल होगा,” कू कहते हैं।
“प्रणाली मौखिक गुहा में सभी नुक्कड़ और सारस को समायोजित कर सकती है।”
शोधकर्ताओं ने दांत जैसी सामग्री के एक छोटे स्लैब पर माइक्रोरोबोट्स की गति को अनुकूलित किया।
इसके बाद, उन्होंने डेंटल क्लिनिक से मानव दांतों के स्कैन के आधार पर 3डी-मुद्रित टूथ मॉडल का उपयोग करते हुए, दांतों की सतह, इंटरडेंटल सतहों और गमलाइन की जटिल स्थलाकृति को समायोजित करते हुए माइक्रोरोबोट्स के प्रदर्शन का परीक्षण किया।
अंत में, उन्होंने वास्तविक मानव दांतों पर माइक्रोरोबोट्स का परीक्षण किया जो इस तरह से लगाए गए थे जैसे कि मौखिक गुहा में दांतों की स्थिति की नकल करना।
इन विभिन्न सतहों पर, शोधकर्ताओं ने पाया कि माइक्रोरोबोटिक्स सिस्टम बायोफिल्म को प्रभावी ढंग से समाप्त कर सकता है, जिससे उन्हें सभी पता लगाने योग्य रोगजनकों को साफ किया जा सकता है।
लौह ऑक्साइड नैनोकणों को अन्य उपयोगों के लिए एफडीए द्वारा अनुमोदित किया गया है, और एक पशु मॉडल पर ब्रिसल संरचनाओं के परीक्षणों से पता चला है कि उन्होंने गम ऊतक को नुकसान नहीं पहुंचाया है।
दरअसल, सिस्टम पूरी तरह से प्रोग्राम करने योग्य है; टीम के रोबोटिस्ट और इंजीनियरों ने गति को सटीक रूप से ट्यून करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र में विविधताओं का उपयोग किया