你用什么来清洁牙齿？牙刷、漱口水还是牙线？还是三个都有？如果你采取了所有三种措施，你觉得你已经正确地清洁了你的口腔吗？
口腔疾病影响着全世界39亿人，从蛀牙和牙龈疾病到威胁生命的癌症。就龋齿(蛀牙)而言，龋齿是一个尚未解决的公共卫生问题，影响着全球超过23亿人，尤其是贫困和医疗条件差的人群。而且缺铁性贫血与严重龋齿关系密切。
现有的方法对于易感人群来说其实远远不够，特别是在严重的情况下。想想看，越来越普遍的高糖饮食和不良的口腔卫生是日常常见的情况，而这些恰恰是导致致病生物膜快速堆积，无法有效控制龋齿的原因。
致龋生物膜形成的机制是微生物形成高度组织化和受保护的生物结构，形成局部酸性pH微环境，促进致龋菌的生长和牙釉质的酸溶。目前，可用的抗菌方法仅限于广谱药物，对致龋生物膜缺乏疗效和靶向特异性，对龋齿的作用有限。为了克服这些挑战，需要新的抗生物膜策略来解决在高危人群中发现的高龋齿(糖暴露和不良口腔卫生)的产酸特征。
用人类的话来说，是不是可以提前解决问题，从而把致龋生物膜的形成扼杀在萌芽状态，防止其形成？
我能有一把牙刷吗？自从牙刷进入“棒上刷”时代，几十年来对它的颠覆性改变可以说几乎为零。充其量就是手动到电动的变化，或者是刷子软硬的差别，或者是牙线的材质是液体还是固体。
你有没有想过有一天，一个变形的机器人可能会把牙刷、漱口水和牙线结合起来，成倍地改善口腔卫生？
宾夕法尼亚大学的团队已经做到了。学校的一个多学科团队创造了一种新颖的自动化方式来执行普通但重要的任务，如机器人日常刷牙和使用牙线。对于刷牙的残障党来说，这应该是一个特别有价值的系统。
这些微型机器人的成分是具有催化和磁性活性的氧化铁纳米颗粒，称为ferumoxytol (FerIONP NP)，可以通过催化过氧化氢的酸性pH活化来破坏致龋生物膜。
研究人员进行了一项随机交叉研究，其中人类受试者在有利于龋齿的环境中使用植入了天然釉质的可穿戴口腔器械接受FerIONP NP治疗。发现FerIONP NP对含有变形链球菌(一种致龋病原体)的生物膜表现出有效的抗菌特异性。进一步分析表明，FerIONP NP通过葡聚糖结合机制优先与变异链球菌结合，并产生活性氧(ROS)选择性杀死病原体3354，证明了催化氧化铁纳米颗粒(纳米酶)作为抗口腔感染性疾病的靶向纳米药物的潜在治疗应用。
利用磁场，研究人员可以引导它们的运动，并将其配置为形成刷毛状结构，从牙齿的宽阔表面清除菌斑，或将这些颗粒形成细长的字符串，像牙线一样在牙齿之间滑动。在这两种情况下，催化反应都会驱动纳米颗粒产生抗菌剂，从而当场杀死有害的口腔细菌。
对于那些缺乏有效清洁牙齿的手动灵活性的人，甚至对于老年人和残疾人，本发明是特别友好的。
发明团队表示，“无论你的牙齿是直的还是错位的，它都会适应不同的表面，该系统可以适应口腔中的所有角落和缝隙。”
研究人员已经通过各种技术优化了微型机器人在一小块齿状材料上的运动。然后，他们在牙科诊所使用基于人类牙齿扫描的3D打印牙齿模型，测试微型机器人适应牙面、牙间面和牙龈线复杂地形的性能。最后，他们在真实的人类牙齿上实验了微型机器人，它们以模仿牙齿在口腔中位置的方式安装。
在模拟和真实牙齿上的实验表明，机器人组件可以适应各种形状，几乎可以消除导致蛀牙和牙龈疾病的粘性生物膜。在这些不同的表面上，研究人员发现微型机器人系统可以有效地消除生物膜和所有可检测的病原体。
此外，氧化铁纳米颗粒已被FDA批准用于其他用途，动物模型上的刷毛形成测试表明，它们不会伤害牙龈组织。
事实上，该系统是完全可编程的。团队的机器人专家和工程师利用磁场的变化来精确调整微型机器人的运动，控制刷毛的硬度和长度。研究人员发现，刷毛的顶端可以足够坚硬，以清除生物膜，但又足够柔软，以避免损伤牙龈。
可调节性还意味着该系统是可定制的，这可以使其对于临床使用来说足够温和，个性化并适应患者口腔的独特情况。
原标题：牙刷进入机器人时代
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