Νεες τεχνολογίες-νανοαισθητήρες

Ο οικονομολόγος Solo πριν το 2ο Παγκοσμιο Πολεμο ειχε προβλεψει ότι θα υπαρξει μια μεγαλη υφεση ,η οποια πρoβλεπόταν βασει όλων των  οικονομικων μοντελων της εποχης.Ομως  η περιοδος αυτή αποδειχθηκε ως η περιοδος με την μεγαλυτερη οικονομικη αναπτυξη παγκοσμιως ολων των εποχων.Πολλες μελετες εγιναν για να εξηγησουν αυτή την αντινομια μεταξυ προβλεψεων και πραγματικοτητος και κατεληξαν σε ένα εκπληκτικο συμπερασμα.Η επενδυση των μεγαλων κρατων σε γνωση και επιστημη ηταν υπευθυνη για την τεραστια αναπτυγη.Οι μεγαλη ανθιση των επιστημων δημιουργησε γνωση και αυτή με την σειρα της νεες επιστημες ,τεχνολογιες και προιοντα.

Η συνθετικη βιολογια ,η ατομικη φυσικη,η θεωρητικη φυσικη,η τεχνητη νουμοσυνη ,και φυσικα το internet.Ποιός δεν θυμαται τον BernerLee που μεταπτυχιακός φοιτητης στο Hardon Supercollider(Cern) ανακαλυψε αυτό που θα γινοταν το χρυσο δακτυλιδι των Nimbelungen.

Η πληροφορικη και το internetείναι τεχνολογίες που επηρεασαν δραματικα και την ιατρικη(/οδοντιατρικη).Η δυνατοτητα ληψης τεκμηριωμενων αποτελεσματων  αυξηθηκε δραματικα, αλλα και η δυνατοτητα αποθηκευσης και επεξεργασιας αυτων.

Η  λήψη δεδομενων στην ιατρικη γινόταν με sensors οι οποιοι καταγραφουν διαφορες λειτουργιες ,τιμες,βακτηρια η κινηση/πιεση.Ετσι ηδη από το 1963 γνωριζουμε τον μετρητη Holter (ECG),αλλα και  στην δικη μας ειδικοτητα  τους αισθητηρες πιεσης ,αλλα και κινησης.Θυμαμαι ακομη τον τεραστιο  Ηλεκτρονικο Γναθογραφο στην  διατριβη μου που ηταν μια τεραστια συσκευη με έναν αισθητηρα κινησης και ένα headgearπου φοριοταν στο κεφαλι.

Οι εποχες αλλαξαν και οι αισθητηρες βελτιωθηκαν δραματικα.Το μεγεθος μικρυνε δραματικα και αντιστροφα αυξηθηκαν οι δυαντοτητες τους.Η αυτονομια τους είναι πλεον μεγαλη και η ταση ειανι πλεον να είναι WiFi ετσι ώστε το monitoring να είναι απλο και εφικτο ακομη και από λινητα τηλεφωμα.Το 2016 αναμενεται η αγορα τους να ανερχεται στα 2,9 δισεκατ. Δολλαρια.Οι αισθητηρες διακρινονται στους αισθητηρες για βελτιωση,η θεραπεια λειτουργιων όπως αισθητηρας  ου αποκαθιστα την οραση ,την ακοη,μυικες αλλα και νευρικες λειτουργιες,αλλα και αισθητηρες ενδοσωματικης χορηγησης ουσιων. Αυτή η κατηγορια αισθητηρων χρησιμοποιουνται συστηματικα στην παρακολουθηση χρονιων ασθενων .Η άλλη κατηγορια είναι αισθητηρες καταγραφης βιολογικων λειτουργιων αλλα και ληψης  διαφορων τιμων όπως επιπεδου γλυκοζης,οξυγονου,ανινευση καποιων τυπων βακτηριων αλλα και ουσιων.Στην ιδια κατηγορια ανηκουν και η αισθητηρες πιεσης αλλα και κινησης.

Άλλη διακριση γινεται αναλογα με τον αν είναι κατασκευασμενοι για να τοποθετουνται καπου στο σωμα η αν είναι καταλληλοι μονο για μεταφορα τους εξω από το σωμα.

Πρωτο  στοιχειο εξελιξης είναι οι διαστασεις  τους και η αυτονομια σε  τους.

Δεύτερο σημειο είναι η δυνατοτης μετρησης βακτηριων,επιταχυνσης ,ουσιων,πιεσης ,θερμοτητος και βιολογικων εργασιων.

Σημερα υπαρχουν πολλοι αισθητηρες που εξελισθηκαν και εξελισσονται για χρηση στην στοματικη κοιλοτητα. Η μασηση,και συκεκριμενα χαρακτηριστικα όπως, η δυμαμη,η συχνοτητα και   το σχημα του μασητικου κυκλου εχουν ηδη οδηγησει στην κατασκευη μικρων αισθητηρων που ενσωματωνονται σε προθεσεις και ναρθηκες.(2012Novel system for biteforce sensing and monitoring based on magnetic near field communication.

Lantada AD, Bris CG, Morgado PL, Maudes JS) Ο αισθητηρας αυτος λειτουργει με μαγνητικο πεδιο ,με τεχνολογια  εεντοπισμου χαμηλης εκπομπης ραδιοσυχνοτητας (NFC).Figure 1.

Άλλη μορφη αισθητηρα εξελιχθηκε το 2013 στοNationalTaiwanUniversity .Εχει επιταχυντη και για καταγραφη συχνοτητας μασησης ,νυκτερινου βρουξισμου,συχνοτητος και εντασης αυτου, χαρακτηριστικων της κινησης της γναθου.Επιπλεον εχει την δυνατοτητα ανιχνευσης ουσιων όπως καπνος αλλα και ουσιων από τους πνευμονες που μπορει να υποδηλωνουν ασθενειες.Ειναι WiFi  μικρος σε μεγεθος και μπορει να ενσωματωθει σε μικρη προσθετικη εργασια στα δοντια. Scientists in Taiwan have developed a chip that attaches to a tooth and tracks mouth activity.

 

.Το πρωτοτυπο κατασκευασθηκε από τον καθ.computer science  HaohuaChuκαι εχει ηδη δοκιμασθει σε 8 ανθρωπους κατγραφοντας επι μακρον τις κινησεις της γναθου και αβαγνωριζοντας αυτές με ακριβεια94%   ως  μασηση  , βηχα  ακομη και πλυσιμο δοντιών.

Ακομη πιο φιλοδοξος είναι ο αισθητηρας που κατασκευασθηκε  απο μηχανικους στο  PrincetonUniversity(MichaelMcAlpine,  PrincetonsDepartmentofMechanicalandAerospaceEngineering) .Μπορει να ανιχνευει βακτηρια σε επιπεδο μοριακο ακομη και σε ελαχιστη ποσοτητα.Χρησιμοποιει νανοαισθητηρες κατασκευασμενους από γραφενιο και μικροσκοπικα συραματα χρυσου σαν αντενα ανιχνευσης της αναπνογς και του σιελου.Ο δεκτης μικροκοπικων διαστασεων τοποθετειται  σε αποσταση 1 εκατοστο από την αντεννα. Αυτος  στελνει σημα που ενεργοποιει τον αισθητηρα ώστε να δινει δεδομενα. Στο τμημα biomedicalengineersτου  TuftsUniversity εγινε προσπαθεια βελτιστοποιησης της ενσωματωση της συσκευης στα δοντια  αγελαδας.Το παρον πρωτοτυπο γινεται προσπαθεια να σμικρυνθει ώστε να συγκολληθει σε ανθρωπινα δοντια στην αδαμντινη.Επιπλεον προσπαθει να ξεπερασθει το προβλημα της αντοχης στην μασηση αλλα και στο βουρτσισμα

Photo Credit: Michael McAlpine

 

.

Ετσι φαινεται ότι το μελλον της οδοντιατρικης θα ασχοληθει ενεργα με biomedicalsensors που σιγουρα θα μας ανοιξουν νεους  οριζοντες στην διαγνωση και θεραπεια.