口腔診療技術(shù)是一種在口腔內(nèi)整合診斷和治療的技術(shù)，目前正受到越來越多的關(guān)注。這種開創(chuàng)性的方法主要用于解決癌癥治療中常見的口腔干燥癥（口干）等問題，其重點是監(jiān)測口腔內(nèi)溫度和濕度。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，近期，馬來亞大學(xué)（Universiti Malaya）、諾維薩德大學(xué)（University of Novi Sa）等機構(gòu)的研究人員提出一種創(chuàng)新的口腔內(nèi)便攜式微電子（IOPM）流控診療裝置。該診療裝置基于傳統(tǒng)牙托，集成了溫度傳感器、濕度傳感器以及微流控芯片，可精確測量口腔內(nèi)溫度和濕度。基于靈活定制的微流控芯片和牙齒鑄模，IOPM診療裝置能夠定向輸送治療藥物，從而優(yōu)化治療結(jié)果。相關(guān)研究成果以“Oral micro-electronic platform for temperature and humidity monitoring”為題發(fā)表在Scientific Reports期刊上。

這項研究提出的IOPM診療裝置由硬件和軟件兩部分組成。圖1展示了硬件部分的框圖，包括傳感器、微控制器、微型泵和微流控芯片。軟件控制流程如圖2所示，當(dāng)軟件啟動時，溫度傳感器和濕度傳感器會同時運行，每100毫秒進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采樣。

圖1 口腔內(nèi)便攜式微電子（IOPM）流控診療裝置的概念設(shè)計

圖2 IOPM診療裝置軟件流程示意圖

IOPM診療裝置的多刺激響應(yīng)傳感器經(jīng)過精心設(shè)計，可精確定位在舌頭、左臉頰和右臉頰上，以確保準(zhǔn)確評估口腔狀況，并按照預(yù)定模式釋放治療藥物。IOPM診療裝置的采樣時間可以根據(jù)特定的藥物應(yīng)用要求在軟件中進(jìn)行調(diào)整。在本項研究中，研究人員選用了牙科臨床常用的兩個臨界值，將檢測閾值設(shè)置為溫度超過37°C或濕度低于65%，一旦達(dá)到其中一個閾值，就會觸發(fā)微泵從小儲液罐中每隔3秒釋放1 mL液體。如果口腔溫度保持在37°C以下或濕度保持在65%以上時，傳感器將持續(xù)監(jiān)測這兩個參數(shù)，直到達(dá)到檢測閾值進(jìn)行液體釋放。

圖3 （a）測量釋放流體；（b）水平設(shè)備校準(zhǔn)的實驗裝置。

圖4 （a）輸送液體；（b）死體積（Dead Volume）；（c）溫度反應(yīng)時間；（d）蒸餾水（DI）和人工唾液（AS）的系統(tǒng)響應(yīng)時間

IOPM診療裝置的一個主要優(yōu)點是患者或臨床醫(yī)生只需在必要時使用，不同于以往報道的給藥系統(tǒng)需要連續(xù)佩戴。這為患者和醫(yī)生提供了更大的靈活性、舒適性和便利性，他們可以根據(jù)治療或診斷需要使用智能牙托，檢測完后將其取出即可，從而減少可穿戴口腔診療裝置帶來的不適感，提高患者對治療過程的依從性和滿意度。此外，IOPM診療裝置中的微流控芯片和裝置設(shè)計可以為每位患者量身定制，以實現(xiàn)對假牙某些部位的個性化治療。臨床應(yīng)用的一個案例是智能牙托可以根據(jù)口腔環(huán)境（溫度和濕度）向假牙輸送人工唾液，這對患有口干癥的患者很有幫助。

綜上所述，這項研究提出了一個創(chuàng)新的概念，在臨床常用的牙托上集成了溫度傳感器、濕度傳感器以及可以精準(zhǔn)輸送液體的微流控芯片，所制備的IOPM診療裝置可用于檢測口腔內(nèi)溫濕度變化以及實現(xiàn)個性化給藥。該裝置對牙科醫(yī)生、需要個性化口腔給藥的患者，以及認(rèn)為佩戴牙科診療器械不舒適的人而言，具有重要潛在價值。

研究人員稱，未來，可以通過集成更多傳感器（如pH傳感器和電化學(xué)生物標(biāo)志物傳感器）對IOPM診療裝置進(jìn)行優(yōu)化，使其能夠向特定位置精準(zhǔn)給藥，以實現(xiàn)個性化診斷、治療以及改進(jìn)給藥方式。此外，該裝置可以進(jìn)一步小型化和定制化，以更好地集成在牙托內(nèi)。通過為患者和牙醫(yī)提供實時反饋和數(shù)據(jù)，IOPM診療裝置將有效提高治療效果。

審核編輯：劉清