牙菌斑是人們最常面對的口腔問題，它是依附牙齒表面上的細菌膜，若果處理不當，會令牙齒發黃，引致牙石，影響外觀，嚴重會侵蝕琺瑯質，造成蛀牙。如果牙根積累牙菌斑，或會導致牙齦炎及牙周炎。
要清潔牙菌斑，除了需要每日早晚仔細刷牙，也有很多人會選擇牙醫的洗牙服務。現時牙醫主要用傳統的牙科工具，如鐮型刮器，再以超聲波洗牙機清除牙石。可是傳統方法很耗時，過程或會令人感到疼痛，部分人見到醫生的鐵器便已不寒而慄。最近，一班來自賓夕凡尼亞大學的牙醫、工程師和生物學家，便成功開發了一支能夠有效清潔牙齒的微創機械人軍團，可以精確、深入地消除牙菌斑和牙石，這種技術或會成為牙醫學的新趨勢。
賓夕凡尼亞大學牙醫醫學教授 Hyun Koo 領導今次的研究團隊，他其中一個長期研究興趣是如何清理牙齒上的細菌膜。要有效清潔牙菌斑和牙石其實很困難，它們形成的矩狀結構，能保護細菌免受抗菌物質攻擊。早在是次研究之前，他和他的同事就研究出以氧化鐵的納米粒子，作為仿生催化劑，刺激過氧化氫局部釋放物質，破壞細菌膜。機緣巧合之下，Koo 和他的團隊，發現賓夕凡尼亞大學工程學院有研究人員，正在開發以氧化鐵納米粒子為零件的微創機械人。於是，兩個部門一拍即合，擕手進行研究。
這支機械人軍團起名為 CARs，英文全寫是 Catalytic Antimicrobial Robots，直譯是「催化抗菌機械人」。CARs 由兩個系統組成，一個是清除牙齒表面的細菌膜，另一個就負責深入牙縫、牙根之間進行清潔，包括進入最難清理的根管峽（isthmus），即是牙根内兩條根管之間的地方。CARs 的機械人軍隊主要靠工程學團隊研發的磁力系統作無線推進，而它們的殺菌武器則是 Koo 團隊之前開發的氧化鐵仿生催化劑。若果要清潔牙齒深入的部分，機械人會嵌入到 3D 抗菌凍膠中，再探入口腔內進行清理。
研究團隊首先在玻璃平面和狹窄的玻璃管進行清潔測試，及後更成功完成臨床測試，證實兩組系統都能有效地清理牙齒。Koo 指，傳統的洗牙方法分三大步驟，先破壞細菌膜的保護層，再殺死細菌，繼而移除細菌膜的物質。他表示，新的微創機械人系統能同時進行三個步驟，而且移除過程不留痕跡，不會殘留細菌膜在口腔，故此短期復發的機會亦會大大減少。
是次研究有望可以發展出一套能精確地清除表面微生物的系統，他認為現代醫學已經進入後抗生素年代，這種系統對其他生物醫學領域會日益重要。除了醫學價值外，亦能發揮工業用途，如清潔運水管道。Koo 的研究項目除了得到賓夕凡尼亞大學支援，也獲得美國國立衞生研究院和國家科學基金會的研究撥款，希望相關技術能在未來得到更廣泛的應用。
