用于牙科、口腔与颅颌面应用的生物传感器

窥见全身健康的新窗口

看牙医通常集中在解决当前疼痛的问题：蛀牙、牙龈出血或牙齿裂缝。但口腔不仅仅是需要修复的牙齿——它是通向全身的活跃门户，唾液中富含可揭示疾病的线索。本文综述探讨了将新一代微型生物传感器置于牙齿、护齿、或安抚奶嘴上，如何把口腔变成实时健康仪表盘，提前检测牙龈病、龋齿、颌骨疾病，乃至口腔癌等问题，远早于病情变严重之前。

为何牙医需要连续线索，而非偶发快照

口腔疾病非常普遍，几乎影响全球一半人口，常常损害生活质量、营养状况和自尊。但今天的护理多为被动：人们在感到疼痛时才寻求帮助，医生依赖偶发检查、实验室检测和X光。这些方法仅提供复杂、缓慢进展的疾病过程的短暂快照，这些过程由细菌、炎症和作用在牙齿与颌骨上的机械力驱动。许多疾病——如牙龈病、早期龋齿或口腔癌——可在多年中默默潜伏。作者认为，低成本、易佩戴的设备可持续跟踪唾液中的化学标志物与口腔内的物理力学参数，为牙医提供连续图景，从而防止不可逆损伤并根据每位患者定制治疗。

生物传感器在口内能“嗅”到和“感受”到什么

现代生物传感器由三部分组成：识别特定目标的生物“嗅觉”单元、将该事件转为电或光信号的换能器，以及处理并发送数据的小型电路。在口腔内，这些系统被集成到安抚奶嘴、智能牙刷、贴附于牙齿的补丁、护齿甚至假牙中。在化学方面，传感器已经能测量丰富的目标，如盐离子、氟化物、葡萄糖以及与龋齿相关的小分子酸。研究者也在开发能检测与炎症和癌症相关的低丰度蛋白质的设备，如细胞因子及降解牙齿周围骨与韧带的酶。在物理方面，力传感器正被织入托槽和透明矫治器中，以追踪牙齿受力强度，也被置入咬板以测量咀嚼力和有害的夜间磨牙。

对抗龋齿、牙周病与口腔癌的新工具

综述强调了生物传感器如何重塑多种常见问题的护理。对于龋齿，跟踪pH值、乳酸以及诸如变形链球菌（Streptococcus mutans）等细菌的传感器可揭示口腔何时反复进入侵蚀牙釉质的酸性区，并判断氨和尿素等保护因子是否存在。对于牙龈炎和牙周炎，唾液中白细胞介素、C反应蛋白及消化胶原的酶等分子的水平，在牙齿松动之前就会升高，提供局部损伤与全身疾病（包括心脏病和糖尿病）关联的早期预警。在口腔癌方面，唾液中肿瘤相关蛋白的细微变化可能允许临床医生比单次目视检查更早标记可疑变化，尤其是当传感器能在数日或数周内连续监测这些标志物的波动时。

监测力以指导牙套、种植体与颌部健康

口腔中的问题并非全由化学因素导致。牙套、透明矫治器、牙种植体、假牙以及颌关节本身产生的力同样重要。过大的压力会导致牙根吸收或损伤骨组织；不足又会使治疗无效。作者描述了可嵌入托槽或矫治器内、厚度极薄的压阻式、电容式和压电式传感器，这些传感器能在数日或数周内精确测量三维力学参数。类似技术嵌入咬合夹板或假牙中，可以记录咀嚼强度、检测睡眠中咬紧与磨牙情况，并帮助调校修复体或颌部治疗。这些测量可把正畸和颌部康复从依赖偶发调节的“经验艺术”转变为响应个体生物学的实时数据驱动科学。

从实验室小玩意到日常牙科工具

尽管进展迅速，要使口腔生物传感器成为牙科诊所或家庭的常规工具仍面临重大障碍。许多疾病标志物在复杂且不断变化的唾液、食物残渣与微生物混合物中含量极低，这使得构建能在数周内保持高灵敏度与准确性的设备变得困难。传感器必须抗污堵、在口腔这个狭窄且运动的空间内佩戴舒适、功耗极低，并能无线且安全地传输数据。目前大多数原型仍是概念验证系统，仅在实验室或短期试点研究中测试。作者强调需要更好的材料以防止传感器表面沉积、更智能的电子学支持长期使用，以及精心设计的临床试验来证明连续口腔监测如何实际改善诊断、治疗决策和患者结局。

将口腔变成健康监测器

文章总结指出，口腔是一个独特且便捷的非侵入性监测部位，能反映口腔与整体健康。置于其中的生物传感器可以连续采样唾液和机械力学参数，提供远比偶发门诊更丰富的图景。如果在小型化、耐用性与安全性方面的工程难题得到解决——且监管机构与临床医生通过扎实的临床数据建立信心——这些设备可能开启精准口腔医疗的时代。对于患者而言，这可能意味着更早的预警、更少的急诊，以及不仅针对一口牙而是针对笑容背后整个人的个性化牙科治疗。

引用: Tai, Y., Li, Y., Mornay, K.M. et al. Biosensors in dental, oral and craniofacial applications. npj Biosensing 3, 14 (2026). https://doi.org/10.1038/s44328-026-00079-w

关键词: 口腔生物传感器, 唾液诊断, 智能牙科设备, 可穿戴健康传感器, 正畸力监测