الروبوتات النانوية ترصد العدوى الفطرية في تجويف الفم بسرعة وفعالية

النظام الميكروبيوتيك الذي استخدموه هو نتيجة التعاون المستمر بين كلية طب الأسنان بالجامعة وكلية الهندسة والعلوم التطبيقية. يتكون النظام من جزيئات نانوية يمكنها تنظيف الأسنان بالفرشاة والخيط وغسلها في خطوة واحدة ، مما يساعد على التخلص بشكل فعال من الأغشية الحيوية من الأسنان. قام الباحثون سابقًا باختبار النظام للتطبيقات اللبية ، وتمكنت الروبوتات من الوصول إلى أسطح قناة الجذر التي يصعب الوصول إليها ، وتعطيل الأغشية الحيوية، واستعادة العينات للتشخيص وحتى إيصال الأدوية.

في بيان صحفي للجامعة حول أحدث تطبيق لهذه الروبوتات الصغيرة، أوضح الباحث المشارك البروفيسور هيون ميشيل كو من قسم تقويم الأسنان بالجامعة الأساس المنطقي للدراسة: "المبيضات تشكل عدوى بيوفيلم عنيدة يصعب علاجها بشكل خاص. تفتقر العلاجات الحالية المضادة للفطريات إلى الفاعلية والخصوصية اللازمتين للتخلص بسرعة وفعالية من هذه العوامل الممرضة ".

"الأساليب التي نستخدمها للتحكم في الجسيمات النانوية في هذه الدراسة هي مغناطيسية، مما يسمح لنا بتوجيهها إلى موقع الإصابة الدقيق. نحن نستخدم جزيئات أكسيد الحديد النانوية، والتي لها خاصية مهمة أخرى، وهي أنها تحفيزية "، كما أوضح الباحث المشارك الدكتور إدوارد ستيغر، وهو باحث استقصائي في كلية الهندسة والعلوم التطبيقية.

في ظل وجود بيروكسيد الهيدروجين، تولد هذه الجسيمات النانوية التحفيزية، المعروفة باسم النانو إنزيمات، كميات كبيرة من مختلف الجزيئات المحتوية على الأكسجين، مما يؤدي إلى تأثير مضاد للميكروبات. اكتشف الباحثون أن الإنزيمات النانوية ترتبط بقوة بالخلايا الفطرية، مما يسمح بالقضاء على الفطريات. من خلال استغلال هذه الخصائص، تمكن الباحثون من القضاء على الفطريات بدقة في غضون 10 دقائق عن طريق توجيه الإنزيمات النانوية إلى موقع الإصابة.

قال الدكتور ستيغر: "تُظهر تركيباتنا من الإنزيمات النانوية جاذبية لا تصدق للخلايا الفطرية، لا سيما عند مقارنتها بالخلايا البشرية. هذا التفاعل المحدد يمهد الطريق لتأثير مضاد للفطريات قوي ومركّز دون التأثير على المناطق الأخرى غير المصابة ".

عتقد فريق البحث أن الروبوتات القائمة على النانو إنزيم لديها إمكانات كبيرة للمستقبل. وعلق البروفيسور كو قائلاً: "لقد اكتشفنا أداة قوية في مكافحة العدوى الفطرية المسببة للأمراض. ما حققناه هنا هو قفزة كبيرة إلى الأمام ، لكنها أيضًا مجرد خطوة أولى. الخصائص المغناطيسية والحفازة جنبًا إلى جنب مع خصوصية الارتباط غير المتوقعة للفطريات تفتح فرصًا مثيرة لآلية "ربط الهدف والقتل" المضادة للفطريات. نحن حريصون على التعمق أكثر وإطلاق العنان لإمكاناتها الكاملة ".

نشرت هذه الدراسة تحت عنوان  “Nanozyme-based robotics approach for targeting fungal infection” في 4 أيار 2023 في Advanced Materials قبل إدراجها في عدد كامل.

الكلمات الدالة: