În prezent, depistarea bolii gingivale presupune un consult stomatologic şi un examen vizual, iar problemele sunt adesea identificate abia după ce a început afectarea ţesuturilor. Pentru a trece de la intervenţii după apariţia leziunilor la o abordare preventivă, cercetătorii americani au dezvoltat un biosenzor adeziv, care se aplică direct pe ţesut şi detectează biomarkeri ai inflamaţiei din cavitatea bucală, cu o acurateţe foarte ridicată.
Un grup de cercetători de la Texas A&M University a dezvoltat un biosenzor adeziv care se aplică direct pe ţesut şi este capabil să detecteze biomarkeri ai inflamaţiei direct în cavitatea bucală, cu o acurateţe foarte ridicată la nivel de molecule. Dispozitivul a fost conceput pentru a funcţiona în mediul umed din cavitatea orală şi pentru a rămâne fixat în timpul vorbirii şi alimentaţiei.
Senzorul are o structură multistratificată. Stratul activ de detecţie este realizat dintr-o combinaţie de grafen şi MXene, materiale cu proprietăţi conductoare. Pe această suprafaţă sunt fixate probe moleculare care se leagă exclusiv de proteina ţintă, factorul de necroză tumorală alfa (TNF-α), o citokină implicată frecvent în procesele inflamatorii ale ţesuturilor moi. Legarea proteinei modifică sarcina electrică a stratului conductiv, iar această variaţie poate fi măsurată.
Sistemul permite detectarea la nivel de femtograme pe mililitru (fg/mL). Cercetătorii au raportat o limită de detecţie de 18,2 fg/mL. Un cvadrilion de femtograme, adică 10 la puterea 15, echivalează cu un gram.
Pentru a-i creşte selectivitatea - capacitatea dispozitivului de a recunoaşte şi măsura exclusiv molecula ţintă, fără a fi influenţat de alte substanţe prezente în cavitatea bucală -, plasturele include un hidrogel adeziv la ţesut şi un strat de hidrogel cu permeabilitate selectivă. Acesta din urmă funcţionează ca o reţea care permite trecerea doar a moleculelor de anumite dimensiuni. Deschiderile foarte mici filtrează biomoleculele nedorite, iar interacţiunile chimice dintre reţeaua de polimeri şi biomarkeri contribuie suplimentar la selectivitate.
Testele au arătat că, deşi unele biomolecule au dimensiuni similare, interacţiunea diferită cu reţeaua polimerică permite distingerea lor în timpul transportului prin acest strat.
Aderenţa fermă la ţesut este esenţială pentru acurateţea măsurătorilor, deoarece mişcările dinamice ale mucoasei pot influenţa semnalul. O fixare stabilă face ca măsurătorile să rămână precise chiar şi atunci când ţesutul se mişcă sau se deformează în timpul vorbirii şi alimentaţiei.
Conceptul a fost testat pe cobai, aleşi pentru asemănările cu omul în ceea ce priveşte inflamaţia orală. Animalele au fost utilizate pentru a demonstra funcţionalitatea sistemului. Dispiozitivul trebuie testat în studii suplimentare pe animale şi, ulterior, pe subiecţi umanipână va fi aprobat pentru utilizare clinică.
Autorii consideră că materialele utilizate ar putea permite adaptarea tehnologiei şi la detectarea altor biomarkeri şi pentru aplicare în alte zone ale corpului.
Studiul a fost publicat în revista Science Advances.
