Advanced Materials：安装在牙齿上的传感器，帮助你追踪都吃了什么
2018-03-26 遇见未来 康健新视野
实时监测在我们的身体内部和周围发生的事情，在卫生保健或临床研究中是无价的，但却不是那么容易做到的。不过，这一点可能很快就会改变，这要归功于塔夫茨大学工程学院（Tufts University School ofEngineering）的研究人员开发的新型微型传感器。
安装在牙齿上的无线传感器。图片来源：SilkLab，Tufts University
实时监测在我们的身体内部和周围发生的事情，在卫生保健或临床研究中是无价的，但却不是那么容易做到的。不过，这一点可能很快就会改变，这要归功于塔夫茨大学工程学院（Tufts University School ofEngineering）的研究人员开发的新型微型传感器。
该传感器可以直接安装在牙齿上，并与移动设备进行无线通信，可以传输有关葡萄糖、盐和酒精摄入的信息。在即将发表在《Advanced Materials》杂志上的一项研究中，研究人员指出，这些传感器未来可以帮助检测和记录营养摄入、化学物质以及生理状态。
以前用于监测饮食摄入量的可穿戴设备具有一定的限制性，比如需要使用口腔防护器、笨重的布线，或者因为传感器迅速退化需要频繁更换。Tufts 的工程师们寻找了一种更具可用性的技术，开发了这种仅 2mmx2mm 的传感器，可以灵活地与牙齿的不规则表面保持一致和粘结。与在高速公路上收取通行费的方式类似，传感器通过无线方式将数据传输到接收的射频信号上。
传感器由三层夹层组成：一个中央的“生物反应层”，它吸收了被探测到的营养物质或其他化学物质，外层由两个方形的金环组成。这三个层合在一起就像一个微型天线，在射频频谱中收集和发射波。当一波即将到来的波冲击传感器时，其中一些会被抵消掉，而其余的则会传回来，就像一块蓝色的颜料会吸收红光的波长，并将蓝色反射回我们的眼睛。
然而，传感器可以改变它的“颜色”。例如，如果中央层吸收了盐或乙醇，它的电性能就会改变，导致传感器吸收和传输不同强度的射频波，因而营养和其他分析物就可通过这种方法来检测和测量。
“理论上，我们可以修改这些传感器的生物反应层，以靶向其他化学物质，” Fiorenzo Omenetto 博士说，他是 Tufts 大学的通讯作者和 Frank C. Doble 工程教授。“我们已经将普通射频识别技术扩展到一个传感器包，它可以动态地读取和传输环境信息，无论是在牙齿、皮肤还是其他表面上。”
目前，研究人员还是主要将目标集中在通过这种传感器，追踪用户的饮食成分摄入。对于正常人群来说，监测饮食摄入可以帮助我们维持健康。对于有特殊需要的人群来说，这种传感器有望帮助那些需要规范饮食的患者，例如糖尿病或者食物过敏，进行饮食摄入的实时监测，帮助他们获得更高品质的生活。
原始出处：
Tseng P， Napier B， Garbarini L， Kaplan DL and Omenetto F. Functional， RF-trilayer sensors for tooth-mounted， wireless monitoring of the oral cavity and food consumption. Advanced Materials， 2018 DOI： 10.1002/adma.201703257.
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