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一種光學(xué)pH傳感器可以提早識(shí)別齲齒的發(fā)生位置，及早防范蛀牙的產(chǎn)生

文章來源：賢集網(wǎng)發(fā)布日期：2022-03-31瀏覽次數(shù)：57
華盛頓大學(xué)（UW）開發(fā)的一種光學(xué)裝置可以在齲齒開始發(fā)育之前識(shí)別出患齲齒的牙齒，從而防止蛀牙。該原型名為O-pH，使用低功率照明系統(tǒng)和FDA批準(zhǔn)的熒光染料溶液熒光素鈉，無創(chuàng)測量牙釉質(zhì)上的口腔生物膜酸度，并提供定量反饋。


研究人員曼努亞·夏爾馬說：“牙菌斑中有很多細(xì)菌，當(dāng)它們與食物中的糖相互作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生酸。這種酸會(huì)導(dǎo)致牙齒表面的腐蝕，終導(dǎo)致蛀牙。因此，如果我們能捕捉到有關(guān)酸活動(dòng)的信息，我們就能了解細(xì)菌是如何在牙齒生物膜或牙菌斑中生長的?！?/span>



O-pH是一種光學(xué)pH傳感器，使用420 nm范圍內(nèi)的光激發(fā)熒光素染料。它使用光纖耦合、過濾的光電二極管收集熒光。當(dāng)使用熒光染料時(shí)，該系統(tǒng)通過發(fā)光二極管發(fā)光，發(fā)光二極管照射在牙齒上，當(dāng)探針懸停在牙齒表面上時(shí)，它會(huì)傳輸光并收集光。收集的光傳回中央測量系統(tǒng)，系統(tǒng)利用光中的信息提供每個(gè)牙齒的pH值讀數(shù)。


O-pH使用比率pH傳感方法產(chǎn)生牙菌斑pH水平的數(shù)值讀數(shù)，它測量的pH值范圍為4到7.5，這是牙齒生物膜的典型pH值范圍。UW團(tuán)隊(duì)使用相關(guān)系數(shù)為0.97的緩沖熒光素溶液將系統(tǒng)校準(zhǔn)到實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)。研究人員使用不同的緩沖溶液、人工牙和拔牙在體外驗(yàn)證了校準(zhǔn)。


該團(tuán)隊(duì)在30名兒科受試者身上測試了該系統(tǒng)，在兩組不同的受試者（清洗前和清洗后）中測量了糖漱口前后牙齒表面的pH值。華盛頓大學(xué)牙科學(xué)院的學(xué)生在一名教員的監(jiān)督下進(jìn)行了測量。O-pH值顯示，清洗前和清洗后兩組的生物膜pH值存在顯著差異。臨床研究證明，O-pH能夠通過pH測量區(qū)分低生物膜負(fù)荷和高生物膜負(fù)荷。


研究人員說，這項(xiàng)研究的一個(gè)缺點(diǎn)是，在測試的每個(gè)階段，無法一致地測量每個(gè)牙齒上的相同位置。為了解決這一限制，他們將增強(qiáng)O-pH值，使其具備生成圖像的能力，該圖像將立即向牙醫(yī)顯示高酸度的精確位置，即可能出現(xiàn)新洞的位置。該團(tuán)隊(duì)使用多模掃描纖維內(nèi)窺鏡將O-pH從基于點(diǎn)的設(shè)備轉(zhuǎn)換為基于圖像的設(shè)備，并在一個(gè)受試者身上測試了該原型。



Sharma說，并不是斑塊中的所有細(xì)菌都會(huì)導(dǎo)致蛀牙。測量生物膜環(huán)境的酸度可以告訴牙醫(yī)他們需要了解的潛在問題區(qū)域，而無需檢測特定類型的有害細(xì)菌。


Eric Seibel教授設(shè)想在患者牙齒清潔之前進(jìn)行O-pH酸度測試。牙醫(yī)會(huì)用無味的熒光染料溶液沖洗牙齒，然后對牙齒進(jìn)行光學(xué)掃描，尋找牙釉質(zhì)脫礦的高酸性區(qū)域。


Sharma說：“我們確實(shí)需要更多的結(jié)果來證明它對診斷的有效性，但它肯定能幫助我們從數(shù)量上了解你的一些口腔健康狀況。它還可以幫助患者了解糖對斑塊化學(xué)成分的影響?！?/span>