ابتكار فريد: فرشاة أسنان صاعقة للبكتيريا

طوّر باحثون في جامعة بيجين فرشاة أسنان لا تكتفي بالقضاء على البكتيريا عن طريق الاحتكاك الميكانيكي فحسب، بل تستعين أيضاً بشحنة كهربائية تتولّد أثناء عملية التنظيف. وقد نُشرت نتائج هذا العمل في دورية "ساينس أدفانسز" (Science Advances) في الرابع من تشرين الثاني/نوفمبر.

ويشير فرانك سكانابيكو، المحتص بأمراض اللثة في جامعة بافالو بنيويورك، إلى أنّ توليد الكهرباء من خلال تنظيف الأسنان يمثّل "نهجاً جديداً لمفهوم قديم".

ويرى أنّ هذه الفرشاة قد تكون أكثر كفاءة في إزالة طبقة البلاك (اللويحات السنية) مقارنة بفرش الأسنان اليدوية التقليدية، رغم الحاجة إلى إجراء المزيد من الاختبارات لإثبات فعّاليتها وسلامتها.

Eliminate bad smells video doesn't have a sponsor. Using my affiliate links for gear shopping supports the channel and costs you nothing! 🫶 Check availability and pricing: Toothbrush for Adults, 180 Days Battery Life Rechargeable Sonic Toothbrush with 4 Brush Heads Smart https://t.co/fAHFob2uTO

— gearreport (@GearReport) November 2, 2026

وقد أظهر الباحثون أنّ الفرشاة لا تلحق الضرر بسطح الأسنان، كما أنها ليست سامة للخلايا البشرية؛ غير أنهم لم يتناولوا جوانب تتعلّق بالسلامة على المدى الطويل أو التكلفة.

القضاء على البكتيريا

وتعتمد فرش الأسنان ذات الشعيرات — التي استخدمها البشر بأشكال مختلفة منذ القرن العاشر الميلادي — بشكل أساسي على الحركة الميكانيكية لتفكيك طبقة البلاك، وهي عبارة عن غشاء يتكوّن حول الأسنان ويحتوي على بكتيريا ولعاب وجزيئات طعام.

وقد صنع الفريق البحثي الشعيرات من مادة "بولي فينيليدين فلورايد" (polyvinylidene fluoride)، وهي بوليمر خضع لعمليات شدّ وتسخين لاكتساب خصائص "كهربائية إجهادية" (piezoelectric)، أي أنها تولّد شحنة كهربائية عند تعرّضها للتشوّه أو الانحناء.

وعند استخدام الفرشاة لتنظيف الأسنان، تؤدّي عملية انحناء الشعيرات إلى إطلاق شحنات كهربائية تُنتج أشكالاً عالية النشاط من الأكسجين في اللعاب المحيط. ويوضح الباحثون أنّ هذه الجزيئات تعمل على إتلاف الأغشية الخلوية للبكتيريا الموجودة في طبقة البلاك. وعندما تعود الشعيرات إلى وضعها الأصلي، تقوم المادة بإعادة امتصاص تلك الشحنات.

فرشاة الأسنان على جراثيم معزولة

في الاختبارات المعملية التي استُخدمت فيها فرشاة الأسنان على جراثيم معزولة، قضت شعيراتها المشحونة كهربائياً على أكثر من نصف بكتيريا المكورات العقدية الطافرة الموجودة. تُساهم هذه الميكروبات في تسوس الأسنان. بالمقارنة، قضت شعيرات النايلون على 9% فقط من البكتيريا. كما خفضت شعيرات النايلون مستويات بكتيريا بورفيروموناس جينجيفاليس، المرتبطة بأمراض اللثة، بنسبة تصل إلى 78%، بينما خفّضتها فرش النايلون بنسبة أقل من 8%.

عندما أضاف الباحثون مضاداً للأكسدة - وهو مركّب يُعادل أنواع الأكسجين التفاعلية - اختفى التأثير المضاد للبكتيريا لفرشاة الأسنان الجديدة إلى حدّ كبير، مما يُشير إلى أنّ أنواع الأكسجين التفاعلية هي على الأرجح العامل الرئيسي في فعّاليتها.

نقل العناصر الغذائية الضرورية 

كما وجد الفريق أنّ نشاط جينات معيّنة في كلّ من بكتيريا "إس. موتانس" (S. mutans) وبكتيريا "بي. جينجيفاليس" (P. gingivalis) قد انخفض بعد التعرّض لشعيرات الفرشاة المكهربة.

وتشارك هذه الجينات في تكوين "نواقل الكاسيت المرتبطة بـ ATP" (ABC transporters)، وهي عبارة عن مضخّات جزيئية تساعد في نقل العناصر الغذائية الضرورية عبر أغشية الخلايا البكتيرية. ويرجّح الباحثون أنّ تعطيل هذه الآلية يجعل من الصعب على هذه الميكروبات البقاء على قيد الحياة والالتصاق بالأسنان.

لكنّ ياكوبوفيتش لم يقتنع بهذا الجزء من تفسير الفريق؛ إذ قال: "تقوم ناقلات ABC بنقل أنواع مختلفة ومتعدّدة من المواد"، مضيفاً أنّ النتائج لم توضح بشكل جليّ كيف تؤثّر التغيّرات في هذه الجينات على البكتيريا.

كما اختبر الباحثون الفرشاة الجديدة على الأغشية الحيوية للبلاك (plaque biofilms) — وهي تجمّعات بكتيرية صلبة تلتصق ببعضها البعض وتتشبّث بأسطح الأسنان.

وفي إطار هذه التجربة، قام الباحثون بتنمية طبقة من البلاك البشري على مينا أسنان أبقار، ووجدوا أنّ الفرشاة تمكّنت من إزالة أكثر من 99% من الغشاء الحيوي، متفوّقةً بذلك على فرشاة الأسنان العادية المصنوعة من النايلون.

اقرأ أيضاً: تقنية لبنانية سريعة تريحك من آلام الأسنان