Des microrobots laveurs de dents pour se passer de la brosse à dents et du fil dentaire

microrobots laveurs de dents
| Minjun Oh/Penn Dental Medicine
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Le brossage de dents a beau être un geste du quotidien, il est fastidieux et requiert une certaine attention pour être réalisé efficacement. Des chercheurs de l’université de Pennsylvanie se sont penchés sur cette question d’hygiène avec le plus grand sérieux pour proposer un nouveau mode de lavage de dents automatisé… à l’aide de microrobots. Le système permettrait non seulement de garder les mains libres, mais aussi de se passer de l’étape du fil dentaire…

« Le design de la brosse à dents est resté relativement inchangé depuis des millénaires », explique Hyun (Michel) Koo, l’un des auteurs de l’étude, dans un communiqué de l’université. Une équipe de recherche de l’université de Pennsylvanie a donc décidé d’y remédier de façon plus que moderne, puisqu’elle s’est tournée pour cela vers les microrobots. L’étude a été publiée dans la revue ACS Nano. « Les soins bucco-dentaires de routine sont fastidieux et peuvent poser des défis à de nombreuses personnes, en particulier à celles qui ont du mal à effectuer les mouvements nécessaires », explique Hyun (Michel) Koo. « Vous devez vous brosser les dents, puis passer le fil dentaire, puis vous rincer la bouche ; c’est un processus manuel en plusieurs étapes. La grande innovation ici est que le système robotique peut faire les trois d’un seul coup, de façon automatisée et en gardant les mains libres ».

Plus exactement, ils ont utilisé ce qu’on peut appeler un « essaim » constitué de nanoparticules d’oxyde de fer, que les scientifiques peuvent manipuler grâce à un champ magnétique. En faisant les bons réglages, ils sont non seulement parvenus à diriger les particules au bon endroit, mais aussi à adapter la forme de leur assemblage. Ils ont ainsi créé un réglage pour obtenir une structure en « poils », qui effectue le brossage des dents et élimine la plaque dentaire. Un autre réglage crée une structure en « fil », avec laquelle le système se glisse dans les interstices entre les dents, à la façon d’un fil dentaire.

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Disposés en structures ressemblant à des poils, un microessaim robotique de nanoparticules d’oxyde de fer a efficacement nettoyé la plaque des dents. Les nanoparticules ont à la fois des propriétés magnétiques et catalytiques ; le peroxyde d’hydrogène catalysé produit des radicaux libres qui éliminent également les agents pathogènes responsables de la carie dentaire. © Minjun Oh/Penn Dental Medicine

« Les nanoparticules peuvent être façonnées et contrôlées avec des champs magnétiques de manière surprenante », souligne Edward Steager, chercheur à la Penn’s School of Engineering and Applied Science et co-auteur correspondant. « Nous formons des poils qui peuvent s’étendre, balayer et même se transférer dans un espace, un peu comme un fil dentaire. La façon dont cela fonctionne est similaire à la façon dont un bras robotique pourrait atteindre et nettoyer une surface. Le système peut être programmé pour faire automatiquement l’assemblage des nanoparticules et le contrôle du mouvement », ajoute-t-il.

Des antimicrobiens pour désinfecter les dents

L’intérêt de ces particules d’oxyde de fer ne se limite cependant pas à ce façonnage. En effet, si les scientifiques ont adopté ce matériau, c’est pour ses propriétés magnétiques, mais aussi catalytiques. La catalyse se définit comme « l’action par laquelle une substance modifie la vitesse d’une réaction chimique, sans apparaître dans le bilan réactionnel », explique le Larousse. En l’occurrence, les nanoparticules peuvent activer le peroxyde d’hydrogène pour libérer des « radicaux libres », qui sont des antimicrobiens. Ceux-ci tuent les bactéries responsables de la carie dentaire et dégradent les biofilms de la plaque dentaire pour offrir un meilleur nettoyage.

Les scientifiques ont effectué des tests sur de fausses dents, puis de vraies dents. Leurs résultats ont montré, selon eux, que leur dispositif était non seulement efficace, mais avait la capacité de s’adapter aux irrégularités naturelles. La structure du microrobot s’est révélée assez ferme pour être efficace, mais suffisamment douce pour ne pas blesser les gencives. Les chercheurs comptent poursuivre leurs recherches pour optimiser les mouvements et concevoir des moyens d’administrer les robots via des dispositifs que l’on peut placer à l’intérieur de la bouche. « Nous aimerions voir cette technologie aider la population gériatrique et les personnes handicapées. Nous pensons que cela fera évoluer les modalités actuelles et fera progresser considérablement les soins de santé bucco-dentaire », conclut Hyun (Michel) Koo.

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Source : ACS Nano

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