Att i realtid övervaka vad som händer i och runt våra kroppar kan vara ovärderligt i samband med hälsovård eller kliniska studier, men inte så lätt att göra. Det kan snart ändras tack vare nya, miniatyriserade sensorer utvecklade av forskare vid Tufts University School of Engineering som, när den är monterad direkt på en tand och kommunicerar trådlöst med en mobil enhet, kan överföra information om glukos, salt och alkoholintag. I forskning som snart kommer att publiceras i tidskriften Avancerade material , forskare noterar att framtida anpassningar av dessa sensorer kan möjliggöra upptäckt och registrering av ett brett utbud av näringsämnen, kemikalier och fysiologiska tillstånd.

Tidigare bärbara enheter för att övervaka kostintag led av begränsningar som att kräva användning av ett munskydd, skrymmande ledningar, eller kräver frekventa utbyten eftersom sensorerna snabbt försämras. Tufts ingenjörer sökte en mer användbar teknologi och utvecklade en sensor med bara 2 mm x 2 mm fotavtryck som flexibelt kan anpassa sig till och binda till den oregelbundna ytan på en tand. På ett liknande sätt som en vägtull samlas in på en motorväg, sensorerna sänder sina data trådlöst som svar på en inkommande radiofrekvenssignal.

Sensorerna består av tre sandwichlager:ett centralt "bioresponsivt" lager som absorberar näringsämnet eller andra kemikalier som ska detekteras, och yttre lager bestående av två fyrkantiga guldringar. Tillsammans, de tre lagren fungerar som en liten antenn, samla in och sända vågor i radiofrekvensspektrumet. När en inkommande våg träffar sensorn, en del av det annulleras och resten sänds tillbaka, precis som en fläck av blå färg absorberar rödare våglängder och reflekterar det blå tillbaka till våra ögon.

Sensorn, dock, kan ändra sin "färg". Till exempel, om det centrala lagret tar på sig salt, eller etanol, dess elektriska egenskaper kommer att förändras, får sensorn att absorbera och sända ett annat spektrum av radiofrekvensvågor, med varierande intensitet. Det är så näringsämnen och andra analyter kan detekteras och mätas.

"I teorin kan vi modifiera det bioresponsiva lagret i dessa sensorer för att rikta in oss på andra kemikalier - vi är egentligen bara begränsade av vår kreativitet, sa Fiorenzo Omenetto, Ph.D., motsvarande författare och Frank C. Doble professor i teknik vid Tufts. "Vi har utökat den vanliga RFID-tekniken [radiofrequency ID] till ett sensorpaket som dynamiskt kan läsa och överföra information om sin miljö, om det är fäst på en tand, mot huden, eller någon annan yta."