發(fā)布日期：2018-03-26
安裝在牙齒上的無線傳感器。圖片來源：SilkLab，Tufts University
實(shí)時監(jiān)測在我們的身體內(nèi)部和周圍發(fā)生的事情，在衛(wèi)生保健或臨床研究中是無價的，但卻不是那么容易做到的。不過，這一點(diǎn)可能很快就會改變，這要?dú)w功于塔夫茨大學(xué)工程學(xué)院（Tufts University School ofEngineering）的研究人員開發(fā)的新型微型傳感器。
該傳感器可以直接安裝在牙齒上，并與移動設(shè)備進(jìn)行無線通信，可以傳輸有關(guān)葡萄糖、鹽和酒精攝入的信息。在即將發(fā)表在《Advanced Materials》雜志上的一項(xiàng)研究中，研究人員指出，這些傳感器未來可以幫助檢測和記錄營養(yǎng)攝入、化學(xué)物質(zhì)以及生理狀態(tài)。
以前用于監(jiān)測飲食攝入量的可穿戴設(shè)備具有一定的限制性，比如需要使用口腔防護(hù)器、笨重的布線，或者因?yàn)閭鞲衅餮杆偻嘶枰l繁更換。Tufts的工程師們尋找了一種更具可用性的技術(shù)，開發(fā)了這種僅2mmx2mm的傳感器，可以靈活地與牙齒的不規(guī)則表面保持一致和粘結(jié)。與在高速公路上收取通行費(fèi)的方式類似，傳感器通過無線方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮盏纳漕l信號上。
傳感器由三層夾層組成：一個中央的“生物反應(yīng)層”，它吸收了被探測到的營養(yǎng)物質(zhì)或其他化學(xué)物質(zhì)，外層由兩個方形的金環(huán)組成。這三個層合在一起就像一個微型天線，在射頻頻譜中收集和發(fā)射波。當(dāng)一波即將到來的波沖擊傳感器時，其中一些會被抵消掉，而其余的則會傳回來，就像一塊藍(lán)色的顏料會吸收紅光的波長，并將藍(lán)色反射回我們的眼睛。
然而，傳感器可以改變它的“顏色”。例如，如果中央層吸收了鹽或乙醇，它的電性能就會改變，導(dǎo)致傳感器吸收和傳輸不同強(qiáng)度的射頻波，因而營養(yǎng)和其他分析物就可通過這種方法來檢測和測量。
“理論上，我們可以修改這些傳感器的生物反應(yīng)層，以靶向其他化學(xué)物質(zhì)，” Fiorenzo Omenetto博士說，他是Tufts大學(xué)的通訊作者和Frank C. Doble工程教授。“我們已經(jīng)將普通射頻識別技術(shù)擴(kuò)展到一個傳感器包，它可以動態(tài)地讀取和傳輸環(huán)境信息，無論是在牙齒、皮膚還是其他表面上。”
目前，研究人員還是主要將目標(biāo)集中在通過這種傳感器，追蹤用戶的飲食成分?jǐn)z入。對于正常人群來說，監(jiān)測飲食攝入可以幫助我們維持健康。對于有特殊需要的人群來說，這種傳感器有望幫助那些需要規(guī)范飲食的患者，例如糖尿病或者食物過敏，進(jìn)行飲食攝入的實(shí)時監(jiān)測，幫助他們獲得更高品質(zhì)的生活。
參考資料:
[1] Scientists develop tiny tooth-mountedsensors that can track what you eat
來源：康健新視野
