Ta szczoteczka razi bakterie prądem. Czy naukowcy znaleźli nowy sposób na walkę z próchnicą?
Czy zwykła szczoteczka do zębów może skutecznie walczyć z bakteriami bez użycia silnika, akumulatora, a nawet tradycyjnej pasty z fluorem? Naukowcy z Uniwersytetu Pekińskiego opracowali rozwiązanie, które wykorzystuje zjawisko piezoelektryczności. Specjalne włókna podczas szczotkowania wytwarzają ładunki elektryczne, pomagające eliminować drobnoustroje odpowiedzialne za próchnicę i choroby dziąseł. Pierwsze wyniki badań są obiecujące.
Chiński pomysł może zmienić codzienne mycie zębów
Zwykła szczoteczka do zębów ma jedno podstawowe zadanie – usuwać resztki jedzenia i osad, który gromadzi się na powierzchni zębów. W modelach sonicznych i elektrycznych pomaga w tym dodatkowo silnik wprawiający główkę w ruch. Naukowcy z Uniwersytetu Pekińskiego postanowili jednak sprawdzić, czy można podejść do higieny jamy ustnej nieco z innej strony. Opracowali włókna, które podczas szczotkowania same wytwarzają niewielkie ilości energii elektrycznej i co ciekawe, nie potrzebują do tego baterii ani podłączenia do prądu.
Więc jak to w ogóle działa? Za cały proces odpowiada specjalne tworzywo o nazwie PVDF (polifluorek winylidenu), po odpowiedniej obróbce materiał zyskuje właściwości piezoelektryczne. Co to oznacza w praktyce? Kiedy włókna szczoteczki wyginają się podczas mycia zębów, powstają w nich niewielkie ładunki elektryczne. Dzieje się tak za każdym razem, gdy włosie naciska na powierzchnię zębów i wraca do pierwotnego kształtu. W ten sposób szczoteczka może wytwarzać energię bez dodatkowego zasilania.
Na tym jednak nie kończy się działanie wynalazku. Powstające ładunki wywołują reakcje chemiczne w ślinie, w wyniku których tworzą się substancje mogące uszkadzać komórki bakterii. Utrudnia to drobnoustrojom dalsze funkcjonowanie i namnażanie. Badacze zauważyli również, że bakterie trudniej przywierają do powierzchni specjalnych włókien. Według założeń nowa szczoteczka ma więc łączyć dwa sposoby działania: tradycyjne usuwanie osadu oraz dodatkowe ograniczanie liczby szkodliwych mikroorganizmów.
Mniej płytki nazębnej i zdrowsze dziąsła. Wyniki badań są obiecujące
Co jednak istotne, to fakt, że naukowcy nie poprzestali na testach laboratoryjnych. Sprawdzili również, jak ich wynalazek radzi sobie podczas codziennego mycia zębów. W trzymiesięcznym badaniu wzięło udział 115 dorosłych osób, które podzielono na cztery grupy. Część uczestników otrzymała szczoteczki z nowymi włóknami, a pozostali korzystali ze standardowych modeli nylonowych. Ostatecznie wyniki 109 osób uwzględniono w analizie. Wszyscy myli zęby dwa razy dziennie, używając pasty niezawierającej fluoru.
Podczas eksperymentu badacze regularnie sprawdzali ilość płytki nazębnej, stan dziąseł oraz częstotliwość krwawienia. Przyglądali się także bakteriom występującym w jamie ustnej. Wyniki okazały się korzystne dla nowej technologii. U osób korzystających ze szczoteczek piezoelektrycznych ilość płytki nazębnej spadła o około 40%, dla porównania w grupie używającej zwykłych szczoteczek nylonowych poprawa wyniosła około 15%. Wyraźną różnicę zauważono również w przypadku dziąseł.
U uczestników korzystających z nowego rozwiązania odnotowano mniejsze stany zapalne i rzadsze krwawienie. Zmniejszyła się także liczebność niektórych bakterii związanych z problemami stomatologicznymi. Wśród nich znalazł się Streptococcus mutans, który odgrywa ważną rolę w powstawaniu próchnicy. Badacze sprawdzili również działanie szczoteczki na Porphyromonas gingivalis, bakterię powiązaną z chorobami dziąseł. Rezultaty sugerują, że nowe włókna mogą pomagać w ograniczaniu rozwoju drobnoustrojów odpowiedzialnych za problemy z higieną jamy ustnej.
Koniec pasty z fluorem? Naukowcy studzą entuzjazm
Wyniki badań mogą zatem sugerować, że technologia piezoelektryczna w przyszłości stanie się ważnym elementem profilaktyki stomatologicznej. Ale nie oznacza to jednak, że możemy już zapomnieć o tradycyjnej paście do zębów. W eksperymencie wykorzystano produkt bez fluoru, aby sprawdzić, jak skuteczna jest sama szczoteczka. Nie była to próba udowodnienia, że ten składnik nie jest w ogóle potrzebny. Bo fluor nadal odgrywa istotną rolę w ochronie przed próchnicą i jego właściwości są dobrze znane. Nowe włókna mogą natomiast stanowić dodatkowe wsparcie podczas codziennego szczotkowania.
Co równie ważne, badacze nie udowodnili jeszcze, że ich wynalazek rzeczywiście zapobiega powstawaniu ubytków. Wykazali jedynie poprawę stanu dziąseł, mniejszą ilość płytki nazębnej i zmiany w liczebności bakterii. To obiecujące wyniki, ale nie wystarczają, aby mówić o pełnej ochronie przed próchnicą. Trzeba też uczciwie powiedzieć, że samo padanie było mocno ograniczone – trwało tylko trzy miesiące, dlatego trudno ocenić, jak szczoteczka sprawdzi się po kilku latach regularnego użytkowania. Nie porównano jej także bezpośrednio z zaawansowanymi modelami szczoteczek elektrycznych i szczoteczek sonicznych. Nie wiadomo więc, czy nowe rozwiązanie będzie od nich skuteczniejsze.
Mimo wszystko, coś już potwierdzone zostało. Badacze sprawdzili, czy zastosowany materiał jest bezpieczny dla zębów i tkanek jamy ustnej. W przeprowadzonych testach nie zauważyli uszkodzeń szkliwa, a kontakt tworzywa z ludzkimi komórkami nie wykazał działania toksycznego. Dodatkowo sprawdzono wytrzymałość włókien. Zachowały one swoje właściwości podczas symulacji odpowiadającej trzem miesiącom użytkowania. Nie da się ukryć, że są to jedne z najważniejszych informacji przy stosowaniu jakichkolwiek szczoteczek.
Czy szczoteczki piezoelektryczne trafią do sklepów?
Ale teraz najważniejsze, bo sama technologia to jedno, ale wprowadzenie jej na rynek drugie. Na razie niestety nie wiadomo, kiedy urządzenie mogłoby pojawić się w sklepach. Naukowcy muszą jeszcze przeprowadzić dłuższe badania i dokładniej sprawdzić bezpieczeństwo technologii. Co za tym idzie nie podano również chociażby przewidywanej ceny ani informacji o rozpoczęciu produkcji na większą skalę. Mówiąc wprost, nie ma obecnie podstaw, aby oczekiwać, że podobne szczoteczki w najbliższym czasie zastąpią używane przez nas tradycyjne modele.
Sam pomysł jest jednak interesujący. Okazuje się, że nawet tak dobrze znany przedmiot codziennego użytku jak szczoteczka do zębów można udoskonalić, wykorzystując zupełnie inną technologię. Jeśli kolejne testy potwierdzą dotychczasowe wyniki, włókna piezoelektryczne mogą w przyszłości pomóc w walce z bakteriami i ograniczaniu problemów z dziąsłami.
Paweł Matyjewicz
Autor Media Expert
Dumny tata, pasjonat życia, kultury Azji i technologii. Od lat związany z dziennikarską branżą gier wideo. Miłośnik fantastyki wszelkiego rodzaju. Przez wielu nazywany geekiem, chociaż sam uważa, że do tego określenia mu daleko. Wielbiciel przemyślanych światów, również tych papierowych (stołowe RPG zawsze w sercu). Gdy nie pisze, prawdopodobnie przechodzi japońskiego RPGa, ogląda nowy serial lub robi długie wycieczki ze swoją piesełą o imieniu Buffy.