还有这种操作？嚼嚼口香糖，就能诊断牙炎_医疗器械

2017

08/16

16:48

康健新视野（微信号 HealthHorizon）医疗器械

本周《自然通讯》发表的一项研究介绍了一种具有诊断功能的口香糖，它可以检测由牙种植体引发的炎症。这种简单的诊断方法“任何人、任何地点、任何时间”都能使用，或有助于简化种植体周围病的诊断。

口腔护理是一项需要每天进行的工作，尤其对于进行了口腔种植牙和其他治疗的人群来说，维护口腔的健康显得尤为重要，而很多口腔的炎症问题在最初发生时不那么容易被身体察觉。科学家们想要通过一种方式使得我们可以更加容易的监测到口腔的潜在炎症，这种方法不但要简单，易于为使用人群所接受；而且要有较高的灵敏度，能够在检测到炎症的发生；且不容易被误读，能给出明确的判断。

基于上述的需要，来自维尔茨堡大学（Universit?t Würzburg）制药技术与生物药剂学系的Lorenz Meinel教授及同事们开发了一种生物传感器来检测种植体周围的疾病，并非常贴心的将这种传感器与口香糖巧妙的结合起来。嚼一嚼口香糖就可以检测口腔是否健康，这个想法具有很好的商业转化价值。

传感器是由使用者味觉的生理洞察力所驱动的。当有炎症发生时，口香糖会有苦涩的味道；而对于口腔健康的人群来说，则没有这种味道。这是基于什么样的原理呢？

传感器的结构中包含着能够产生苦涩味道的物质，例如，多酚、类黄酮或甲基黄烷(咖啡因)，这些苦涩的味道，可以作为对炎症危险的“警示器”。人类对苦涩的味道是高度敏感的，可以在纳摩尔范围内就识别出来。研究人员很好的利用了这一点，将它作为了传感器设计的基础。这些具有苦涩味道的“警示器”与有毒物质的检测可以联系起来，就可以做成一个诊断传感器。

完整的传感器是不具有水溶性且没有味道的。当有疾病和炎症存在时，患者唾液中由疾病诱导的基质金属蛋白酶（MMP）就能针对传感器中的多肽部分进行特异性的裂解。裂解后的苦味物质会得到释放，成为水溶性的、可被口腔中味觉系统感知的状态。这种苦味使患者有了强烈的感知，起到了检测的作用。

图中是口香糖传感器的功能组成结构示意图。蓝色部分为苦味物质，黑色部分为蛋白酶可切割的区域，右侧是连接了微粒子（microparticle）（图片来源：《自然通讯》）

蛋白酶可切割的区域是这个设计可以行使功能的关键，我们称之为PCL（protease cleavable linker），它起到了苦味物质和微粒子之间的连接作用。而能够对PCL进行特异性切割的基质金属蛋白酶（MMP）存在于种植体周围疾病中（口腔黏膜炎或者种植体周围炎症）。哺乳动物的MMP-1，MMP-8，MMP-9在牙周炎、牙龈炎，以及移植物疾病中会有所上调。研究人员选取了这些蛋白酶所针对的保守序列作为口香糖检测的多肽传感器（具有GPQG~IAGQ，指向切割位点）。

研究人员共设计了两代的传感器。第一代传感器所释放的苦味物质比较淡，且具有一个游离的多肽C端。游离的C端并不是唾液腺氨基肽酶的底物，因而不能够被口腔中的酶进一步消化。而通过消化进一步降低分子量可以提高苦涩的味道，因而，研究人员改进了这一点，设计了第二代的传感器。它产生的肽片段是唾液腺氨基肽酶的底物，唾液会使得多肽部分进一步消化，从而使小分子的苦味物质得到更好的释放，具有更强烈的味道可以被人体更好的感知。