Ett tvärvetenskapligt team av forskare från Washington University School of Medicine i St Louis och School of Engineering &Applied Science omdefinierar begreppet en visdomstand.
Teamet utvecklar en smart-tooth-teknik som en dag skulle kunna användas för att upptäcka tidiga tecken på vissa sjukdomar hos högriskpatienter genom att analysera saliv eller tandköttsspiralvätska.
"Salivbaserade biosensorer har skapat stort intresse på grund av deras potential för breda tillämpningar inom medicin, "sa Erica Lynn Scheller, som utbildade sig till tandläkare och nu är biträdande professor i medicin och i cellbiologi och fysiologi vid Medicinska institutionen. "Vi arbetar initialt med att utveckla en biologisk sensor som mäter specifika peptider som är aktiva vid periodontal sjukdom och som skulle användas i kombination med en trådlös enhet för att hämta data."
"Det är som en elektronisk tand, " sa Shantanu Chakrabartty, professor i el- och systemteknik vid School of Engineering &Applied Science och en partner i projektet, för närvarande finansieras av en fyraårig, 1,5 miljoner dollar i anslag från National Institutes of Health.
Den elektroniska tanden är faktiskt en liten sensor och ett elektroniskt chip, cirka några millimeter-kub i volym. Den är utformad för att föras in i patientens tandköttskant eller som en del av en tandvårdsapparat, och innehåller bioigenkänningselement som mäter sjukdomsspecifika peptider, som är naturliga eller syntetiska grupper av aminosyror. Som ett första försök, forskargruppen kommer att arbeta för att övervaka peptider relaterade till bennedbrytning under parodontit, en tandsjukdom som kan leda till att tänderna lossnar och att tänderna tappas. En trådlös ultraljudsenhet skulle sedan användas för att läsa av peptidnivåerna och ansluta till det medicinska datamolnet.
Just nu, en av projektets största utmaningar är kemi.
"Du har bara ett ändligt antal bioigenkänningselement konjugerade till transduktorn om du använder en antikropp som är specifik för dessa peptider, " sa Srikanth Singamaneni, docent i maskinteknik &materialvetenskap. "De blir mättade ganska snabbt. Frågan är hur man uppdaterar de där sensorerna? Det är en av aspekterna vi arbetar med att ta itu med med det här projektet."
Forskargruppen säger att utveckla en ny, minimalt invasivt system som kan upptäcka och övervaka tandköttssjukdomar och behandlingens effektivitet skulle vara till nytta för de 64 miljoner amerikanska invånarna med periodontal sjukdom och deras tandläkare. Forskarna är också intresserade av att utveckla andra applikationer för tekniken som, medan troligen år bort, kunde gå långt bortom tandläkarstolen.
"Vi utvecklar denna avkänningsplattform som kan utökas till att inkludera ytterligare spårning av inflammatoriska markörer, stressmarkörer och diabetesövervakning, " sa Scheller. "Verkligen, allt du kan tänka dig som du vill spåra i munhålan, vi utvecklar både plattformen och den specifika applikationen."
