刷牙也能全自动？美国宾大团队颠覆性创新微型刷牙机器人

刷牙，其实是门技术活。

每天早上赖床，踩点上班，刷牙1分钟不到；刷牙姿势不对，只会“锯木头”；牙刷不记得换，刷到炸毛了也懒得换……看这些是不是你。

莫慌，现在有能帮你刷牙的微型机器人了！近日，美国宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）的研究团队研发了一种能够变形的微型机器人，它们可以同时刷牙、漱口和利用牙线清洁牙齿，解放人们的小手手。

颠覆性的口腔护理技术

几千年来，牙刷的设计一直保持相对不变。

宾夕法尼亚大学牙医学院正畸系、社区口腔健康和儿童牙科部门的教授、该研究的共同通讯作者Hyun (Michel) Koo说：“常规的口腔护理很麻烦，对许多人来说是个挑战，尤其是那些很难清洁牙齿的人。你必须刷牙，然后使用牙线，然后漱口；这是一个手动、多步骤的过程。这里最大的创新是，机器人系统可以以一种单一的、免提的、自动化的方式完成这三件事。”

据了解，研究人员的这项创新来源于巧合，研究团队有的成员对纳米粒子的催化活性感兴趣，有的成员对纳米颗粒作为磁控微型机器人的构建块感兴趣，于是可以刷牙的微型机器人诞生了。

这种机器人带有磁性，经由磁力控制可以在口腔中转换成任意形状，清除牙齿表面的牙菌斑。同时它还具备牙医助手的功能，能采集口腔中的病菌，帮助诊断口腔问题。相关研究已发布在期刊《美国化学学会》（American Chemical Society publications）上。

这项研究成果一经发表就引起了热议，有网友甚至已经开始脑补，未来是不是不需要牙医了？毕竟，看个牙真就。。。蛮贵的。

微型机器人构成的主要原料是氧化铁纳米颗粒（IONP），通过磁场控制和化学特性达到清洁的效果。IONP可以通过改变磁场进行形态的变化。

基于以上原理，研究团队设计了一个具有机器人原理的磁场控制平台，他们希望通过改变磁场，来组装、重新配置和驱动IONP的上层结构，它能变换不同形状，既能变成“鬃毛”状的毛刷刷除牙垢，又能变成一条线在齿缝之间滑动，像牙线一样清洁牙齿间隙。

同时，它还能在变形的过程中释放抗菌物质，抑制嘴巴里的口腔细菌，达到清洁牙菌斑的功效。

IONP悬浮液实验

IONP的“牙线”形态

模拟真人状态下机器人刷牙

综上所述，以IONP作为载体的刷牙机器人，在理论上可以实现口腔清洁、诊断的能力，但研发团队还要证实一件事：机器人在清洁牙齿的过程中，会不会不小心伤害到牙龈或牙釉质。

为此，研究团队专门进行实验分析，用IONP对一个体外猪颌模型进行处理。在“刷牙”10分钟后，实验结果发现，猪颌牙龈组织并没有受到损伤，而且IONP也没有显示出细胞毒性。

在模拟真人状态微型机器人的使用情况下，机器人的组件可以适应各种口腔牙齿形状，纳米颗粒形成的刷毛可以延伸、缩短，甚至在空间中来回移动，就像使用牙线一样。这几乎可以消除导致蛀牙和牙龈疾病的粘性生物膜。

目前，这款清洁牙齿的纳米机器人还只是宾夕法尼亚大学研究团队的原型，研发团队正在持续优化刷牙微型机器人的运动控制，并考虑开发一种口腔贴合设备，降低这款机器人的使用门槛。

在未来，这款机器人可以应用于牙科诊所或个人。该团队的研究人员表示：「我们期盼这项科技能应用在老年医学和行动不便者的身上，为口腔护理保健带来更大的进步。」

作者 | Robospeak

排版 | 麦子