DEVELOPMENT OF A WIRELESS BIOSENSOR TO TRACK BONE RESORPTION IN PERIODONTITIS

开发无线生物传感器来追踪牙周炎的骨吸收

基本信息

  • 批准号:
    9980197
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-08-01 至 2022-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary/Abstract Periodontal disease is a multifactorial inflammatory condition affecting over 64 million people in the United States that leads to alveolar bone resorption, clinical attachment loss, and, eventually, tooth loss. Current detection methods rely on mechanical assessment of pocket depth and radiographic detection of bone deterioration. By the time the disease is noted, it is already too late to fully reverse the condition. We will develop a wireless biosensor to quantify two well-established biomarkers of bone resorption, ICTP and β-CTx, that are detectable in the gingival crevicular fluid and correlate with periodontal disease severity, onset and resolution. Both biomarkers are stable cleavage products of type I collagen – the most abundant organic component of the bone matrix. Our central hypothesis is that implementation of a biosensor-based monitoring system for ICTP and β-CTx will improve clinical detection of periodontal disease in high-risk patients while reducing the variability and extended time to analysis inherent to current gingival crevicular fluid analysis methods, none of which are FDA-approved for clinical use. To complete this work we will pursue three specific aims. First, we will synthesize a peptide-specific bio-recognition layer on a piezoelectric sensor that is protected from the in vivo environment using a mesoporous shell. Second, we will optimize methods for label- free, in vivo, wireless measurement of biomarker concentration based on ultrasonic powering, interrogation and telemetry in rats. Third, in addition to device development, we will generate and compile safety and efficacy data for an investigational device exemption (IDE) application to support clinical feasibility testing. When complete, we propose that our biosensor be used as a preventive strategy to accurately identify accelerated skeletal deterioration in patients at high-risk for periodontal disease, prior to a compromise in bone mass or density, thus promoting timely intervention and successful therapy. In addition to tracking disease onset in high-risk populations, accurate, longitudinal biosensor-based monitoring is needed to establish progression vs arrest of periodontal bone loss and thus determine the efficacy of therapeutic interventions. The work in this grant is consistent with the stated mission of the NIDCR to monitor the dynamics of periodontal disease, including differentiating between progressive versus arrested states and responses to treatment.
项目概要/摘要 牙周病是一种多因素炎症性疾病,影响美国超过 6400 万人 导致牙槽骨吸收、临床附着丧失并最终导致牙齿脱落的状态。 检测方法依赖于袋深度的机械评估和骨的放射线检测 当病情恶化时,我们要完全扭转病情就已经太晚了。 开发一种无线生物传感器来量化两种成熟的骨吸收生物标志物 ICTP 和 β-CTx, 可以在龈沟液中检测到,并且与牙周病的严重程度、发作和发生相关 两种生物标志物都是 I 型胶原蛋白(最丰富的有机胶原蛋白)的稳定裂解产物。 我们的中心假设是实施基于生物传感器的监测。 ICTP 和 β-CTx 系统将改善高危患者牙周病的临床检测,同时 减少当前龈沟液分析固有的变异性并延长分析时间 方法,但这些方法均未获得 FDA 批准用于临床。为了完成这项工作,我们将追求三种特定的方法。 首先,我们将在压电传感器上合成肽特异性生物识别层。 使用介孔壳保护其免受体内环境影响 其次,我们将优化标记方法。 基于超声波供电、询问的生物标志物浓度的免费体内无线测量 第三,除了设备开发之外,我们还将生成和编译安全性和安全性。 研究性器械豁免 (IDE) 申请的功效数据,以支持临床可行性测试。 完成后,我们建议将我们的生物传感器用作预防策略,以准确识别 在骨质受损之前,牙周病高危患者的骨骼会加速恶化 质量或密度,从而除了跟踪疾病之外还促进及时干预和成功治疗。 在高危人群中发病,需要基于生物传感器的准确、纵向监测来确定 与阻止牙周骨进展损失的比较,从而确定治疗干预的效果。 这笔赠款的工作符合 NIDCR 监测牙周动态的既定使命 疾病,包括区分进行性停滞状态和对治疗的反应。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Exploiting Self-Capacitances for Wireless Power Transfer.
利用自电容进行无线功率传输。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Alazzawi, Yarub;Aono, Kenji;Scheller, Erica L;Chakrabartty, Shantanu
  • 通讯作者:
    Chakrabartty, Shantanu
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    $ 36.22万
  • 项目类别:
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