צבא הננובוטים של
רופאי השיניים

ארגון הבריאות העולמי מעריך כי יותר משני מיליארד בני אדם סובלים מעששת השיניים ברחבי העולם. בארצות הברית לבדה מבוצעים מדי שנה 50-24 מיליון טיפולי שיניים, ויותר מעשירית מביניהם נכשלים, מסיבות מגוונות. טיפול שורש הוא אחד ההליכים הנפוצים בתחום רפואת השיניים, והוא מוכר כטיפול מסובך יחסית, ולא פעם כואב. לכן חשוב מאוד לעשות כל מה שאפשר כדי שיצליח. אחד הגורמים המרכזיים לכישלון של טיפולי שורש הוא חיידקים שחבויים עמוק בתוך צינוריות זעירות שבשן, ועלולים לגרום בהמשך להתפתחות של עששת. 

החלק החיצוני של השיניים שלנו, שאותו אנחנו רואים, הוא שכבת האמייל, החזקה במיוחד. שכבת הדנטין נמצאת מתחת לשכבת האמייל ועוטפת את מוך השן – השכבה הפנימית ביותר, שמכילה רקמות רכות, עצבים וכלי דם.

חיידקים יכולים לחדור דרך חור בכותרת השן, להגיע למוך השן ולשגשג שם. במקרים כאלו צריך לעשות טיפול שורש. במהלך הטיפול רופא השיניים מסיר את הרקמה הפגועה, ומנקה היטב את תעלת השורש, חלל ארוך הנמשך מכותרת השן ועד לחלק התחתון של השורש ובתוכו יש כלי דם ועצבים. הרופא שוטף אותה באנטיביוטיקה או בחומר אנטי-בקטריאלי כדי לחטא אותה מחיידקים. לאחר מכן הוא ממלא את החלל בחומר סתימה שנועד למנוע מחיידקים לחדור לתעלה מחדש.

הבעיה היא שלא פעם הטיפול לא מצליח לחסל את כל החיידקים שבשן. במיוחד קשה להגיע אל כל אלה שחבויים בעומק התעלות הצרות והדקיקות החורצות את שכבת הדנטין, ואינן נגישות למכשירי הטיפול. קושי דומה מציבה לפעמים נוכחותם של חיידקים עמידים, שלא מגיבים לטיפול האנטיביוטי. במקרים כאלה, בסופו של דבר לא יהיה מנוס אלא לעקור את השן.

במהלך הטיפול הרופא מסיר את הרקמה הפגועה. ומנקה היטב את תעלת השורש. אילוסטרציה של טיפול שורש |  Shutterstock, Alex Mit

רובוטים זעירים קוטלי חיידקים

מחקר חדש של חוקרים מהמכון ההודי למדע ומחברת ההזנק טרנאוטילוס (Theranautilus) מציג כעת טכנולוגיה שעשויה לשפר את שיעורי ההצלחה של טיפולי שורש. הטכנולוגיה נעזרת בננובוטים – רובוטים מיקרוסקופיים שאורכם כמה מיקרומטרים (מיליוניות המטר) וקוטרם כ-300 ננומטר (מיליארדיות המטר). הרובוטים קטנים מספיק כדי להיכנס לתוך צינוריות השיניים, להגיע לחיידקים שמתחבאים בהן ולקטול אותם.

הננובוטים בנויים מסלילים לולייניים העשויים צורן (סיליקון) ומצופים ברזל, ואפשר לשלוט בהם מרחוק באמצעות שדות מגנטיים חלשים. כוונון התדירות של השדה המגנטי מאפשר  להניע את הננובוטים לפי הצורך ולהוביל אותם לעומק הצינוריות הדקיקות שבשיניים. בנוסף, השדה המגנטי גורם לפני השטח של הרובוטים הזעירים לפלוט חום וכך להשמיד את כל החיידקים שנמצאים בקרבתם.

הננובוטים בנויים מסלילים לולייניים העשויים צורן ומצופים ברזל, ואפשר לשלוט בהם מרחוק באמצעות שדות מגנטיים חלשים. אילוסטרציה (למעלה) וצילום מיקרוסקופ אלקטרונים של ננובוט נע בתעלה בדנטין, לכיוון מושבת חיידקים | Theranautilus

בעבר השתמשו רופאי שיניים בלייזר או באולטרסאונד כדי ליצור גלי הלם או גלי קול בנוזל המשמש לשטיפת החיידקים וכך לחסל אותם. אך לא פעם הגלים הללו אינם יעילים מספיק, כיוון שהם מאבדים את האנרגיה שלהם במהירות והטווח היעיל שלהם אינו עולה על 800 מיקרומטר, כלומר קצת פחות ממילימטר. בשיטה החדשה, הננובוטים מסוגלים להתקדם אפילו שני מילימטר – מרחק משמעותי מאוד בקנה המידה הזעיר של צינוריות השן. בתום הטיפול הרופא יכול להוציא אותם מהגוף. הננובוטים יעילים אם כך יותר מהאמצעים האלו, והם גם בטוחים: חום הוא אמצעי בטוח יותר לקטילת חיידקים לעומת אנטיביוטיקה או חומרים רעילים,  שעלולים לפגוע בגוף, או בחיידקים במקומות אחרים בגוף שהם חלק מהסביבה הטבעית והבריאה שלנו.

כדי לבדוק אם הננובוטים יפעלו ביעילות בשן אנושית, הזריקו אותם החוקרים לתוך שיניים שנעקרו מחולים במהלך טיפולי שיניים שגרתיים. הרובוטים הזעירים חדרו בהצלחה לתוך צינוריות הדנטין והרגו חיידקים מהסוג Enterococcus, שאחראים לחלק הארי של הזיהומים שנגרמים בעקבות טיפול. חיידקים כאלה קיימים באופן טבעי במעיים, ועלולים לפעמים לפתח עמידות לאנטיביוטיקה ולא להגיב לחיטוי אנטיביוטי סטנדרטי.

כדי לבדוק אם הננובוטים יפעלו ביעילות בשן אנושית, הזריקו אותם החוקרים לתוך שיניים שנעקרו מחולים במהלך טיפולי שיניים שגרתיים. הננובוטים בכניסה לתעלה בדנטין | Theranautilus

החומרים שמהם עשויים הננובוטים נחשבים בטוחים לשימוש אנושי. עם זאת, לפני שיוכלו להיכנס לשימוש רפואי יצטרכו החוקרים לבדוק אותם על בעלי חיים, ובהמשך גם על בני אדם. אם הפיתוח יושלם בהצלחה, תהיה אולי לרופאי השיניים בעתיד דרך להבטיח בסבירות גבוהה שהם הצליחו להרוג את כל החיידקים במהלך טיפול השורש, ולצמצם מאוד את הסכנה לזיהום חוזר.

"אנחנו קרובים מאוד ליום שבו הטכנולוגיה תבשיל לשימוש במרפאות השיניים", ציין אמבריש גוש (Ghosh), מהמחברים הבכירים של המאמר. "מדובר בטכנולוגיה שרק לפני שלוש שנים עוד נחשבה עתידנית. תענוג לראות איך סקרנות מדעית פשוטה מתפתחת להתערבות רפואית שתוכל להשפיע על מיליוני אנשים בהודו לבדה".

החוקרים מקווים שהגישה שפיתחו תוכל לשמש גם להליכים רפואיים נוספים, למשל לחיסול זיהומים חיידקיים מסכני חיים באיברים אחרים או להשמדת חיידקים אלימים שפיתחו עמידות לאנטיביוטיקה.