Selber Schrubben ade: Formwandelnde Mikroroboter putzen Zähne

Immer noch selber am Schrubben? Wissenschaftler sehen für das Reinigen der Zähne eine Hightech-Zukunft. Sie haben formwandelnde Mikroroboter entwickelt, die den Mundraum vollkommen von Karies verursachenden Bakterien und Zahnbelägen befreien.

Die Bürste der Zukunft sucht sich selber ihren Weg durch den Mund

Die Idee der Wissenschaftler der University of Pennsylvania (Penn) klingt futuristisch und kurios, wäre aber wohl eine echte Revolution für die Mundhygiene. Wie das Team in seinem aktuellen Bericht zu einer Proof-of-Concept-Studie schreibt, will man einen Schwarm an kleinsten Robotern so lenken können, dass diese sich fast eigenständig durch den Mund arbeiten und für saubere und gesunde Zähne sorgen können. Dank formwandelnder Eigenschaften können sie dabei die Funktionen von Zahnbürste, Spülung und Zahnseide übernehmen. Magnetische und antimikrobielle Eigenschaften von Eisenoxid-Nanopartikeln Die entscheidenden Bausteine für diese Putz-Armee an Mikrorobotern sind Eisenoxid-Nanopartikel, die magnetische Eigenschaften besitzen. Wie die Forscher beschreiben, ist es mit einem Magnetfeld möglich, die Bewegung und vor allem auch die Konfiguration dieser Teilchen präzise zu steuern. So bilden sich sozusagen auf Knopfdruck "borstenartige Strukturen" oder "längliche Fäden", die an der gewünschten Stelle eingesetzt werden können.

"Nanopartikel können mit Magnetfeldern auf überraschende Weise geformt und gesteuert werden", so Edward Steager, ein leitender Forscher an der School of Engineering and Applied Science in Penn und Mitautor des Projekts. Wie der Wissenschaftler weiter beschreibt, kann das System dabei so programmiert werden, dass es die "Anordnung der Nanopartikel und die Bewegungssteuerung automatisch vornimmt". Die Bürste von Morgen: Roboter-Schwarm aus Eisenoxid-Nanopartikeln Doch damit nicht genug: Einmal in ihrer Konfiguration als Bürste oder Zahnseide werden die Nanopartikel durch eine "katalytische Reaktion" dazu veranlasst, antimikrobielle Stoffe zu produzieren. Der Effekt: schädliche Mundbakterien können direkt dort abgetötet werden, wo die Mikroroboter ihre Arbeit verrichten.

Wie geht es weiter?

Das Team hat das System mittlerweile erfolgreich an verschiedenen Zahnmodellen getestet. Im nächsten Schritt nimmt man jetzt die Erprobung in klinischen Studien ins Visier, dafür muss die Ansteuerung allerdings noch verfeinert und eine entsprechende Vorrichtung für den Mund entwickelt werden. "Wir haben diese Technologie, die genauso oder sogar noch effektiver ist als Zähneputzen und Zahnseide, aber keine manuelle Geschicklichkeit erfordert", so Mitautor Hyun Koo. "Wir glauben, dass es die derzeitigen Möglichkeiten auf den Kopf stellen und die Mundgesundheitspflege erheblich verbessern wird."