Голландцы напечатали зубы с антибактериальным эффектом
Исследователи из Университета Гронингена в Нидерландах разработали материал, из которого можно печатать зубные импланты, уничтожающие бактерии. Работа ученых опубликована в журнале Advanced Functional Materials, а ее краткое изложение приводит New Scientist. Новый материал представляет собой пластичную массу, которая отвердевает под ультрафиолетовым излучением.
Разработчики взяли обычный стоматологический материал, из которого изготавливаются протезы, зубные импланты и пломбы и смешали его с солями четвертичного аммония. Эти соли имеют положительный заряд. При попадании на имплант бактерий положительный заряд разрушает отрицательно заряженную мембрану бактерии и те погибают.
Благодаря использованию технологии трехмерного сканирования исследователи могут получать трехмерную модель зубов пациента. Эта модель используется для печати зубного протеза, который после отверждения ультрафиолетом можно имплантировать пациенту. По данным исследователей, новый материал не представляет опасности для собственных клеток пациента.
Во время исследований ученые напечатали несколько зубов и ортодонтических скоб, используя при печати обычный стоматологический пластик и материал с добавление солей четвертичного аммония. Затем эти образцы поместили в чашки со слюной, в которой присутствовали бактерии Streptococcus mutans, вызывающие кариес.
По итогам исследований выяснилось, что в чашках с обычными имплантами погиб только один процент бактерий. В чашках, в которые поместили протезы из нового материала, погибли уже 99 процентов Streptococcus mutans. Ученые намерены провести ряд исследований, чтобы доказать пригодность нового материала для изготовления протезов зубов.
Исследователи полагают, что новый материал позволит пациентам сократить число визитов к стоматологу. Ежегодно люди с зубными протезами тратят миллионы долларов на восстановление имплантов, поврежденных бактериями.
Пока лишь со скоростью 1,6 миллиметра в секунду
Американские инженеры разработали робота, способного автономно передвигаться в толще сыпучего материала, проталкивая себя вперед с помощью двух конечностей, напоминающих плавники. В испытаниях робот продемонстрировал способность передвигаться в песке на глубине около 127 миллиметров со скоростью до 1,6 миллиметра в секунду. Статья опубликована в журнале Advanced Intelligent Systems. Сыпучие материалы, такие как песок, мягкие почвы, снег или лунный реголит, представляют собой довольно сложную среду для передвижения. Объекты, движущиеся в их толще, испытывают высокое сопротивление, возрастающее с глубиной погружения. Кроме того, сыпучая среда ограничивает возможности зондирования и обнаружения препятствий. Тем не менее инженеры пытаются создать роботов, способных передвигаться в таких условиях. Например, американские разработчики представили прототип робочервя, способного двигаться в толще песка. Для снижения сопротивления он выдувает перед собой воздух, и одновременно разматывает мягкую оболочку своей передней части, выталкивая ее вперед, в то время как остальное тело остается неподвижным. Это позволяет значительно снизить сопротивление движению. Однако для его работы требуется воздух, который приходится подводить с поверхности. Создать робота, который смог бы передвигаться в песке автономно, решили инженеры под руководством Ника Гравиша (Nick Gravish) из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Разработанный ими робот перемещается, проталкивая себя вперед через толщу сыпучей среды с помощью двух гибких конечностей, напоминающих плавники морской черепахи. Конечности состоят из пяти звеньев. Каждое звено способно вращаться относительно предыдущего, но углы их отклонений ограничиваются с помощью фиксаторов. В движение оба плавника приводятся через червячную трансмиссию с помощью единственного электромотора. При этом трансмиссия воздействует только на первые ближайшие к корпусу звенья. Благодаря фиксаторам, ограничивающим углы поворотов звеньев, при движении вперед конечности изгибаются, испытывая меньшее сопротивление среды, а при движении назад наоборот, распрямляются, позволяя роботу отталкиваться от песка. На концах конечностей разработчики поместили сенсоры, с помощью которых робот может обнаруживать расположенные сверху объекты. Корпус робота длиной около 26 сантиметров имеет прямоугольное сечение и утолщение в передней части, которое позволяет снизить сопротивление песка при движении. Нос робота заострен и имеет наклонную поверхность сверху, которая необходима для компенсации подъемной силы, возникающей при движении в песке. С этой же целью по бокам после проведенных тестов пришлось разместить два дополнительных наклонных неподвижных плавника, так как робот имел тенденцию задирать нос при движении под действием выталкивающей силы. Чтобы избежать попадания песчинок в механизм, конечности поместили в чехлы из нейлоновой ткани. Разработчики протестировали робота, погруженного на глубину 127 миллиметров в песок, сначала в небольшом искусственном резервуаре, а после в естественных условиях в песке на пляже. В сухом песке робот смог развить скорость 1,6 миллиметра в секунду. В более влажном песке на пляже робот двигался медленнее, со скоростью около 0,57 миллиметра в секунду. В будущем инженеры планируют увеличить скорость передвижения робота, а также научить его самостоятельно погружаться в песок. Ранее мы рассказывали об исследовании, в котором физики выяснили, что происходит со структурой песка при передвижении по нему с помощью прыжков. Они обнаружили, что при правильно подобранном времени задержки между приземлениями и новым толчком, можно увеличить высоту прыжка на 20 процентов и даже больше.