L'utilizzo di una soluzione di acido poliacrilico in acqua come fluido di irrigazione in odontoiatria riduce il rischio di agenti patogeni aerosolizzati. Qui, il polimero è mostrato mentre forma fili simili a serpenti vicino alla punta di un ablatore di cavitron vibrante (in alto), e forma bobine vicino alla punta di un trapano dentale a turbina. In entrambi i casi, l'aerosol è completamente eliminato. Credito:immagini create da Jevon Plog.
I ricercatori dell'Università dell'Illinois a Chicago non riuscivano a smettere di pensare alla filatura, strumenti vibranti nello studio di un dentista che trasformano l'acqua in nebbia e la fanno volare in aria. Se quella nebbia contiene un virus o qualche altro agente patogeno, è un pericolo per la salute di dentisti e pazienti.
In un articolo pubblicato questa settimana in Fisica dei fluidi , Alexander Yarin e i suoi colleghi hanno scoperto che le forze di uno strumento vibrante o di un trapano da dentista non possono competere con le proprietà viscoelastiche dei polimeri per alimenti, come l'acido poliacrilico, che hanno usato come un piccolo additivo all'acqua nelle impostazioni odontoiatriche.
I loro risultati sono stati sorprendenti. Non solo una piccola miscela di polimeri ha eliminato completamente l'aerosol, ma lo ha fatto con facilità, esibendo fisica polimerica fondamentale, come la transizione coil-stretch, che serviva magnificamente allo scopo previsto.
Hanno testato due polimeri approvati dalla FDA. L'acido poliacrilico si è dimostrato più efficace della gomma xantana, perché oltre alla sua elevata viscosità elongazionale (elevate sollecitazioni elastiche nello stiramento), ha rivelato una viscosità di taglio relativamente bassa, che rende facile il pompaggio.
"Ciò che è stato sorprendente è che il primissimo esperimento nel mio laboratorio ha completamente dimostrato il concetto, " ha detto Yarin. "È stato sorprendente che questi materiali fossero in grado di sopprimere così facilmente e completamente l'aerosol da parte degli strumenti dentali, con significative forze d'inerzia coinvolte. Tuttavia, le forze elastiche generate da piccoli additivi polimerici erano più forti."
Il loro studio ha documentato la violenta esplosione di sacche d'acqua fornite a denti e gengive che lo strumento dentale aerosolizza. La nebulizzazione che accompagna una visita dal dentista è il risultato dell'acqua che incontra la rapida vibrazione di un utensile o la forza centrifuga di un trapano, che fa scoppiare l'acqua in minuscole goccioline e le spinge.
L'additivo polimerico, quando usato per irrigare, sopprime le raffiche; Invece, le macromolecole polimeriche che si estendono come elastici limitano l'aerosol dell'acqua. Quando la punta di uno strumento vibrante o di un trapano dentale si immerge nella soluzione polimerica, la soluzione si infila in fili simili a serpenti, che vengono tirati indietro verso la punta dell'utensile, alterando la consueta dinamica vista con l'acqua pura in odontoiatria.
"Quando le goccioline cercano di staccarsi da un corpo liquido, la coda della gocciolina è allungata. È qui che entrano in gioco le forze elastiche significative associate alla transizione coil-stretch delle macromolecole polimeriche, " Yarin ha detto. " Sopprimono l'allungamento della coda e tirano indietro la gocciolina, prevenendo completamente l'aerosol."
