华盛顿大学开发出新型光学设备，可帮助识别及防范蛀牙风险

2022-03-25 16:50

华盛顿大学(UW)正在研发一种光学设备，它可以帮助预防蛀牙，在蛀牙开始形成之前就识别出有蛀牙风险的牙齿。

该原型名为O-pH，使用低功率光系统和FDA批准的荧光染料溶液荧光素钠，以无创测量牙釉质上的口腔生物膜酸度，并提供定量反馈。

研究人员Manuja Sharma表示:“斑块中有很多细菌，当它们与食物中的糖相互作用时，就会产生酸。”“这种酸会腐蚀牙齿表面，最终导致蛀牙。所以，如果我们能捕捉到关于酸性活动的信息，我们就能了解细菌是如何在牙齿生物膜或牙菌斑中生长的。”

这种牙科工具原型使用一种低功率的光系统来监测与荧光染料溶液的反应，以确定牙釉质哪里最容易受到菌斑的酸性影响。

O-pH是一种光学ph传感器，使用420纳米范围内的光来激发荧光素染料。它使用光纤耦合、过滤的光电二极管收集荧光灯。当使用荧光染料时，该系统通过LED发光二极管在牙齿上发光。当探测器停留在牙齿表面时，它会传输光并收集光。收集到的光会返回到一个中央测量系统，利用光中的信息系统可以提供每个牙齿的pH值读数。

O-pH使用比率测量pH值传感方法来产生牙菌斑pH值水平的数值读数。它测量的pH值范围为4-7.5，这是牙科生物膜的典型pH值范围。UW团队使用缓冲荧光素溶液将系统校准为实验室pH计，相关系数为0.97。研究人员使用一种不同的缓冲液和人工牙齿和拔除牙齿来验证体外校准。

研究小组通过测量两组不同的受试者(清洁前和清洁后)用糖漱口前后牙齿表面的pH值，对30名儿童受试者进行了该系统的测试。来自华盛顿大学牙科学院的学生在一名教员的监督下进行了测量。O-pH值显示清洗前后生物膜pH值有显著差异。临床研究表明，O-pH能够通过pH值测量来区分低生物膜负荷和高生物膜负荷。

研究人员说，这项研究的一个缺点是，在测试的每个阶段，无法对每颗牙齿的相同位置进行一致的测量。为了解决这一限制，他们将提高O-pH值，包括生成图像的能力，可以立即向牙医显示高酸度的精确位置，以及新蛀牙可能出现的位置。该团队使用多模扫描纤维内窥镜将O-pH值从基于点的设备转换为基于图像的设备，并在一个受试者身上测试了这个原型。

Sharma表示，不是所有菌斑中的细菌都会导致蛀牙。测量生物膜环境的酸度可以告诉牙医他们需要知道的潜在问题区域，而无需检测特定类型的有害细菌。

Eric Seibel教授设想在病人清洁牙齿之前进行O-pH酸度测试。他表示：“牙医会用无味的荧光染料溶液冲洗他们的牙齿，然后对他们的牙齿进行光学扫描，寻找产生高酸的区域，也就是牙釉质脱矿的地方。”

Eric Seibel教授称，他们确实需要更多的结果来证明这款设备在诊断方面的有效性，但它肯定能帮助定量地了解口腔健康状况，还可以帮助患者了解糖对斑块化学的影响。