Много лет назад, будучи начинающим врачом, я прочитал публикацию в каком то журнале о микрочипах и возможном их использовании в медицине. На тот момент эта тема показалась мне из области фантастики, но сегодня новые технологии с невероятной скоростью внедряются в нашу жизнь, и в какой то момент мне стало интересно насколько далеко зашла тема чипирования в медицине и в стоматологии сегодня.

Зубные датчики

Работа стоматолога может быть напрасной, если пациенты не следуют советам врача, например, неправильно питаются, злоупотребляют алкоголем или курят. У стоматологов нет возможности наблюдать за пациентами вне кабинета. Чипирование зуба может помочь контролировать соблюдение диеты и рекомендаций врача на расстоянии!

Американские ученые из Университета Тафтса разработали датчик, который отслеживает пищевые привычки человека: чип размером 2–3 мм помещается на поверхность зуба, сообщает обо всех потребляемых веществах, таких как глюкоза, соль и алкоголь, и отправляет отчет стоматологу по мобильному телефону. Таким образом, стоматолог может знать, когда его пациент выкуривает сигарету или съедает кусок торта. Конечно, это изобретение носит в основном психологический характер. Ведь когда пациенты знают, что за ними наблюдает доктор, они будут стремиться лучше выполнять рекомендации врача.

Прототип этого изобретения был разработан в 2013 году учеными из Национального тайваньского университета. Главным недостатком был довольно большой размер чипа и то, что его можно было установить только на коронку зубного протеза. Однако новый разработанный чип обладает двумя ключевыми особенностями: он имеет небольшие размеры и может передавать данные без проводов.

Несомненно, применение чипов может произвести революцию в профилактике стоматологических и пародонтологических заболеваний! Однако до появления этой инновационной технологии в массах единственным способом борьбы с кариесом и другими заболеваниями полости рта остается стоматологическое лечение.

Зуб на чипе

Технология «зуб‑на‑чипе» позволяет стоматологам выбрать подходящий пломбировочный материал для каждого пациента. Основываясь на частицах зуба и микробиоме полости рта пациента, они смогут выбрать лучший и самый долговечный материал для каждого пациента.

Система работает следующим образом. Тонкие срезы человеческих зубов и частицы пломбировочного материала помещаются между двумя тонкими полимерными пластинами с множеством крошечных каналов. По этим каналам проходят жидкости и бактерии. Под микроскопом можно увидеть, как бактерии взаимодействуют с материалом и самим зубом.

Как оказалось, технология «орган‑на‑чипе» известна уже давно. Она была разработана для изучения потенциально вредных лекарств и их воздействия на организм человека, без необходимости использовать добровольцев или лабораторных животных. Были созданы такие модели, как «печень на чипе», «легкое на чипе» и «поджелудочная железа на чипе». А в июле 2016 года был создан «организм‑на‑чипе», в котором использовались нативные ткани для воссоздания функций семи органов в сочетании с микросистемами, имитирующими реальную физиологию человека.

Но до зубов ученые добрались недавно.

Нынешние пломбы не работают так, как задумано. Пломбы служат в среднем пять‑семь лет.
Они не работают, потому что не до конца понятно, что происходит в месте соединения пломбы с зубом. И технология «зуб на чипе» помогает решить эту проблему, предоставляя данные в реальном времени о том, что происходит в месте соединения пломбы с зубом. Через несколько лет стоматологи смогут брать крошечный образец зуба пациента, помещать его в устройство и наблюдать, как пломбировочный материал взаимодействует с зубом, чтобы подобрать наилучший материал для данного пациента. Это также может помочь лучше понять поведение клеток зуба в их естественной среде. Например, исследователи могут использовать эту технологию для лучшего понимания того, как формируются зубы и как они биологически реагируют на все виды травм и лечения.

Микрочип на кончике иглы

Исследователи из Колумбийского университета продемонстрировали микрочип, который можно вводить с помощью обычного шприца. На данный момент это самая маленькая в мире система с одним чипом, которую можно имплантировать таким образом.

Поскольку микрочип настолько мал, команде разработчиков было трудно найти способы связи и зарядки микрочипа. Например, микрочип не работал с устройствами, рядом с которыми находились радиочастотные блоки. Тогда его снабдили пьезоэлектрическими преобразователями, которые действуют как антенны и передают данные с помощью ультразвука.

Первый эксперимент, конечно же, был проведен на младшем «брате», которого мы часто видим в лабораториях, — мыши. Микрочип был успешно использован для стимуляции нервов с помощью ультразвука!

Есть надежда, что в будущем эта технология сможет передавать больше данных о человеческом теле. Текущие возможности ограничены измерением температуры тела, но планируется измерять кровяное давление, дыхательную функцию и уровень глюкозы в крови.

Современные технологии не стоят на месте. Люди, настроенные на автоматизацию окружающей среды, пытаются облегчить свою жизнь всеми возможными способами, в том числе и в области медицины. И пока одни активно шумят о том, что в нас вживляют чипы во время прививок и следят за нашей жизнью, другие активно работают над разработкой таких чипов. Чипы пока не следят за нашей жизнью, но они неплохо справляются с мониторингом температуры и многих других полезных факторов, позволяющих диагностировать состояние человека.