无线传感器安装在牙齿上 监测饮食摄入

  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。

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