用于口腔內溫濕度監(jiān)測的便攜式診療裝置可實現(xiàn)個性化給藥

口腔診療技術是一種在口腔內整合診斷和治療的技術，目前正受到越來越多的關注。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)測口腔內溫度和濕度。

據麥姆斯咨詢報道，近期，馬來亞大學（Universiti Malaya）、諾維薩德大學（University of Novi Sa）等機構的研究人員提出一種創(chuàng)新的口腔內便攜式微電子（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，可精確測量口腔內溫度和濕度?；陟`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)化治療結果。相關研究成果以“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毫秒進行一次數據采樣。

圖1 口腔內便攜式微電子（IOPM）流控診療裝置的概念設計

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傳感器經過精心設計，可精確定位在舌頭、左臉頰和右臉頰上，以確保準確評估口腔狀況，并按照預定模式釋放治療藥物。IOPM診療裝置的采樣時間可以根據特定的藥物應用要求在軟件中進行調整。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，將檢測閾值設置為溫度超過37°C或濕度低于65%，一旦達到其中一個閾值，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，直到達到檢測閾值進行液體釋放。

圖3 （a）測量釋放流體；（b）水平設備校準的實驗裝置。

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

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。臨床應用的一個案例是智能牙托可以根據口腔環(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傳感器和電化學生物標志物傳感器）對IOPM診療裝置進行優(yōu)化，使其能夠向特定位置精準給藥，以實現(xiàn)個性化診斷、治療以及改進給藥方式。此外，該裝置可以進一步小型化和定制化，以更好地集成在牙托內。通過為患者和牙醫(yī)提供實時反饋和數據，IOPM診療裝置將有效提高治療效果。

審核編輯：劉清