Een interdisciplinair team van onderzoekers van de Washington University School of Medicine in St. Louis en de School of Engineering &Applied Science herdefinieert het begrip verstandskies.

Het team ontwikkelt een slimme tandtechnologie die ooit kan worden gebruikt om vroege tekenen van bepaalde ziekten bij risicopatiënten te detecteren door speeksel of gingivale creviculaire vloeistof te analyseren.

"Op speeksel gebaseerde biosensoren hebben veel belangstelling gewekt vanwege hun potentieel voor brede toepassingen in de geneeskunde, " zei Erica Lynn Scheller, die is opgeleid als tandarts en nu assistent-professor geneeskunde en celbiologie en fysiologie is aan de School of Medicine. "We werken in eerste instantie aan de ontwikkeling van een biologische sensor die specifieke peptiden meet die actief zijn bij parodontitis en die in combinatie met een draadloos apparaat zou worden gebruikt om die gegevens op te halen."

"Het is als een elektronische tand, " zei Shantanu Chakrabartty, hoogleraar Electrical &Systems Engineering aan de School of Engineering &Applied Science en een partner in het project, momenteel gefinancierd door een vierjarige, $ 1,5 miljoen subsidie ​​van de National Institutes of Health.

Die elektronische tand is eigenlijk een kleine sensor en een elektronische chip, ongeveer een paar millimeter-kubus in volume. Het is ontworpen om in de tandvleesrand van de patiënt te worden ingebracht of als onderdeel van een tandheelkundig apparaat, en bevat bio-herkenningselementen die ziektespecifieke peptiden meten, die natuurlijke of synthetische groepen aminozuren zijn. Als eerste poging, het onderzoeksteam zal werken aan het monitoren van peptiden die verband houden met botafbraak tijdens parodontitis, een tandziekte die kan leiden tot losraken en verlies van tanden. Een draadloos ultrasoon apparaat zou dan worden gebruikt om de peptideniveaus te lezen en verbinding te maken met de medische data-cloud.

Direct, een van de grootste uitdagingen van het project is chemie.

"Je hebt alleen een eindig aantal bio-herkenningselementen geconjugeerd aan de transducer als je een antilichaam gebruikt dat specifiek is voor deze peptiden, " zei Srikanth Singamaneni, universitair hoofddocent werktuigbouwkunde &materiaalkunde. "Ze raken vrij snel verzadigd. De vraag is hoe je die sensoren ververst? Dat is een van de aspecten waar we met dit project aan werken."

Het onderzoeksteam zegt dat het ontwikkelen van een nieuwe, minimaal invasief systeem dat tandvleesaandoeningen en de effectiviteit van de behandeling kan detecteren en controleren, zou gunstig zijn voor de 64 miljoen inwoners van de VS met parodontitis en voor hun tandartsen. De onderzoekers zijn ook geïnteresseerd in het ontwikkelen van andere toepassingen voor de technologie die, terwijl waarschijnlijk jaren weg, kan veel verder gaan dan de stoel van de tandarts.

"We ontwikkelen dit detectieplatform dat kan worden uitgebreid met extra tracking voor ontstekingsmarkers, stressmarkers en diabetesmonitoring, "Zei Scheller. "Echt, alles wat je maar kunt bedenken dat je zou willen volgen in de mondholte, we ontwikkelen zowel het platform als de specifieke applicatie."