06.11.2012 at 1:00 пп

Инновации в стоматологии: крошечный датчик сообщает о состоянии здоровья пациента

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5,00 out of 5)
Loading ... Loading ...
by

Золото, шелк и графит едва ли окажутся первыми материалами, которые приходят на ум, когда вы думаете о передовой технологии. Хотя именно они являются основными компонентами новых ультра-тонких гибких датчиков, способных измерять уровень бактерий в полости рта. Устройства, прикрепленные к зубу, могут помочь стоматологам детально настроить и спланировать лечение пациентов, например, с хроническим периодонтитом, или даже предоставить информацию об общем состоянии здоровья пациента. Команда ученых впервые опубликовала свои исследования весной прошлого года в журнале Nature.

Датчик является относительно простым в изготовлении, говорит McAlpine. Он состоит всего из трех слоев: лист тонкой золотой фольги в качестве электрода, слой графита толщиной в атом, известный как графен, и слой специально оборудованных пептидов — химических структур, которые «осмысляют» бактерии путем связывания части их клеточных мембран. «Мы создали новый тип пептида, который может служить посредником между бактериями и датчиком», — говорит McAlpine. — «На одном конце находятся молекулы, которые могут связываться с графеном, а на другом — молекулы, которые связываются с бактериями, позволяя датчику регистрировать их присутствие». Поскольку слои устройства невероятно тонкие и хрупкие, они должны быть установлены на поверхности жесткой, но гибкой, чтобы была возможность перенести их на зуб. Идеальной основой оказались шелковые вещества, с которыми ученые работали в течение многих лет.

Манипулируя белками, составляющими единую цепь, можно создать шелковые структуры практически в любой форме, утверждает Оменетто, профессор биомедицинской инженерии университета Тафтс. С 2005 года он создал десятки различных структур из шелка, из оптических линз для ортопедических имплантатов. Шелк «вроде как пластик, потому что мы можем сделать из него почти все», — говорит он. — «У нас есть контроль над материалом. Он может быть жестким. Может быть гибким. Мы можем сделать его растворимым в воде, или нерастворимым, или в виде геля – это все, что нам нужно». Оменетто, Каплан и Тао создали тонкую, растворимую в воде структуру шелка для поддержки бактериального датчика McAlpine. Этот материал достаточно прочный, чтобы удерживать компоненты датчика на месте, но мягкий и податливый для того, чтобы легко обернуть его вокруг неровных контуров зуба. Чтобы применить датчик, говорит McAlpine, нужно только смочить поверхность шелка, а затем положить его на зуб. Оказавшись на месте, шелк будет растворяться в течение 15 или 20 минут, оставляя датчик — прямоугольник из переплетенных золотых и черных электродов примерно в половину размера почтовой марки и толщиной как у листа бумаги. Преимущество непосредственного использования на зубе означает, что датчик находится в прямом контакте с бактериями во рту, а это идеальный способ для мониторинга здоровья полости рта. Поскольку датчик не имеет батарей, он должен работать через встроенную в антенну батарейку. Используя заказное портативное устройство размером с пульт от телевизора, команда McAlpine может «пинговать» антенны с радиоволнами, заставляя их резонировать в электронном виде и отправлять обратно информацию, которую затем использует устройство для определения того, присутствуют ли бактерии.

Сейчас датчик может обнаружить только грамм-отрицательные бактерии, бактерии общего класса, ответственные за заболевание пародонта. Это, в конечном счете, способно помочь стоматологам отслеживать, когда и где эти виды бактерий присутствуют в ротовой полости, чтобы составлять индивидуальные планы лечения для пациентов с хроническими заболеваниями пародонта.

Перевод rusdental.ru, источник phys.org

Leave a Reply

— required *

— required *