SMALL-SCALE ROBOTS FOR BIOFILM ERADICATION

• Main Authors: HUNTER, Elizabeth, KUMAR, Vijay, KOO, Hyun, STEBE, Kathleen, STEAGER, Edward, BRINK, Evan
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 04.06.2020
• Subjects: AGRICULTURE; ANIMAL HUSBANDRY; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES, AS HERBICIDES; FISHING; FORESTRY; HUMAN NECESSITIES; HUNTING; HYGIENE; MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS; PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL, OR TOILET PURPOSES; PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTSTHEREOF; TRAPPING

Systems and methods for eradicating biofilms by killing bacteria within a biofilm, degrading the matrix and removing biofilm debris are disclosed herein. The disclosed subject matter provides techniques for administering a suspension of H2O2 and iron oxide nanoparticles to substantially eradicate bacteria within a biofilm matrix and degrade the bio film matrix, actuating the iron oxide nanoparticles for assembly into biohybrid robots suitable for removal of biofilm debris, and moving the biohybrid robots to remove the bio film debris from accessible or enclosed surfaces. In some embodiments, the disclosed subject matter can include embedding iron oxide nanoparticles in a hydrogel to form a soft robotic structure, administering the soft robotic structure to a biofilm-covered location, and magnetizing the soft robot structure to substantially eradicate bacteria within a biofilm matrix, degrade the biofilm matrix, and remove biofilm debris from enclosed surfaces. La présente invention concerne des systèmes et des procédés pour éradiquer des biofilms en tuant des bactéries à l'intérieur d'un biofilm, en dégradant la matrice et en éliminant les débris de biofilm. La présente invention concerne des techniques pour l'administration d'une suspension de H2O2 et de nanoparticules d'oxyde de fer pour éradiquer sensiblement des bactéries à l'intérieur d'une matrice de biofilm et dégrader la matrice de biofilm, l'actionnement des nanoparticules d'oxyde de fer pour les assembler en des robots biohybrides aptes à éliminer des débris de biofilm, et le déplacement des robots biohybrides pour éliminer les débris de biofilm de surfaces accessibles ou fermées. Dans certains modes de réalisation, la présente invention peut comprendre l'incorporation de nanoparticules d'oxyde de fer dans un hydrogel pour former une structure robotique souple, l'administration de la structure robotique souple à un emplacement recouvert de biofilm, et la magnétisation de la structure robotique souple pour éradiquer sensiblement les bactéries à l'intérieur d'une matrice de biofilm, dégrader la matrice de biofilm et éliminer les débris de biofilm de surfaces fermées.