Zahnsensoren überwachen die Nahrungsaufnahme

26. März 2018, 12:21 Uhr
Funksensor auf Schneidezahn. Bild: Fio Omenetto, Tufts University.
Funksensor auf Schneidezahn. Bild: Fio Omenetto, Tufts University.
Ein Team der School of Engineering an der Tufts University hat einen nur 2 x 2 mm messenden Miniatursensor entwickelt, der direkt auf einen Zahn geklebt werden kann und so für medizinische Studien zuverlässig erfasst, was sich im Mund der untersuchten Personen tatsächlich tut. Der Sensor ist dazu in der Lage, Glukose, Salz und Alkohol zu erfassen und die Messergebnisse live an ein Computersystem zu funken. Die Forscher arbeiten schon an neuen Sensoren, die dann eine Vielzahl weiterer Stoffe analysieren können und so die Ernährung noch umfassender messen können.

Bisherige Sensoren für diese Zwecke waren schwierig, da man mit Verkabelung und anderen Widrigkeiten zu kämpfen hatte. Außerdem waren die Lebensdauer beschränkt, da die vielfältigen Stoffe im Mund übliche Materialien schnell korrodieren können. Der neuartige Funksensor ist nicht nur klein, sondern auch flexibel und passt sich so der Oberfläche an, auf die er geklebt wird. Der Sensor besteht aus einem Sandwich aus drei Schichten: In der Mitte befindet sich die biosensible Schicht, welche Chemikalien erfassen kann. Die beiden Umhüllenden Schichten bestehen aus einer dünnen Goldfolie, die dann auch noch als Antennen dienen, über die die HF gesendet und Steuersignale empfangen werden können. Der Sensor liefert seine Messergebnisse als Antwort auf ein HF-Triggersignal, indem er Teile des eintreffenden HF-Signals entsprechend moduliert reflektiert.

Der Sensor ist selektiv in dem Sinne, dass die Aufnahme von Salz oder Ethanol etc. seine elektrischen Eigenschaften verändert, wodurch er seinen HF-Absorptionseigenschaften ändert und Wellen unterschiedlicher Frequenz reflektiert, was dann das Computersystem auswerten kann. Die Autoren haben ihren Forschungsbericht mit dem Titel „Functional, RF-trilayer sensors for tooth-mounted, wireless monitoring of the oral cavity and food consumption“ in der Fachzeitschrift Advanced Materials veröffentlicht.
 
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