Zahn-Sensor misst Bakterien in Atemluft und Speichel
„Dieses Detektionsystem erlaubt viele Anwendungen: von der Diagnostik über das Monitoring der Krankenhaushygiene bis hin zu Nahrungsmittelanalysen“, fassen Manu S. Mannoor und seine Kollegen von der Princeton University die Vorteile zusammen. Ihr erster Prototyp konnte bereits extrem geringe Mengen an Bakterien aufspüren, darunter E.coli, den Magenkeim Helicobacter pylori und Staphylokokken. So soll in Zukunft bereits sehr früh ein Krankheitsrisiko entdeckt werden können.
Der Sensor selbst besteht dabei aus einer hauchdünnen Sensorschicht aus Graphen, welche die Forscher auf einen Träger aus Seide deponiert haben. Auf diese Schicht setzten sie weitere Biolomoleküle wie Peptide, woran einzelne Bakterien dann selektiv andocken können. Jedes Andocken führt dabei zu einer Änderung der elektrischen Leitfähigkeit. Dieser Messwert, der bisher auf die Anzahl der Bakterien zwischen 100 und einer Million zurückschließen lässt, kann schnurlos über ein RFID-Funkmodul ausgelesen werden.
Im Labor hefteten die Forscher den Prototypen an einen ausgezogenen Zahn und konnten ihn fest mit dem Zahnschmelz verbinden. Eine eigene Batterie benötigte dieser Sensor nicht, da diese über eine winzige Spule über Radiowellen via Induktion im Modul erzeugt werden konnte. Nach diesen erfolgreichen Versuchen sollen nun erste Studien beispielsweise an Tieren erfolgen. Sollte der Sensor dann über lange Zeit funktionstüchtig und am Zahn haften bleiben, können klinischen Studien am Menschen folgen. Damit lockt ein Analyse-Gerät, das eine permanente Überwachung der Bakterien-Konzentration in Atemluft und Speichel und eine frühes Warnen vor gefährlichen Krankheiten ermöglichen könnte. Weitere Verbesserungen, mit denen der Sensor auch zahnschädigende Karies anzeigen könnte, sind durchaus vorstellbar.