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Nov 30, 2023

Batterie portable

npj Flexible Electronics volume 6, Numéro d'article : 49 (2022) Citer cet article 6215 Accès 16 Citations 8 Détails Altmetric Metrics Caries dentaires causées par une dysbiose du microbiome buccal avec le

npj Flexible Electronics volume 6, Numéro d'article : 49 (2022) Citer cet article

6215 Accès

16 citations

8 Altmétrique

Détails des métriques

La carie dentaire causée par une dysbiose du microbiome buccal avec une élévation des bactéries acidogènes est la maladie non transmissible la plus répandue dans le monde. Une prévention précoce et un traitement au fluor en temps opportun sont cruciaux pour la gestion des lésions carieuses. Ici, pour relever les défis de la détection in situ et de l’administration topique de médicaments dans la cavité buccale, un système de patch dentaire miniaturisé, sans batterie et portable a été développé pour la surveillance du microenvironnement et le traitement contrôlé au fluorure. Grâce à l'intégration de la communication en champ proche, le patch dentaire réalise une récupération d'énergie sans fil et une transmission de données avec des terminaux mobiles tels que les smartphones lorsqu'il est fixé de manière conforme à la surface de la dent. Le microenvironnement acide provoqué par le métabolisme bactérien est détecté électrochimiquement, tandis que les fluorures peuvent être délivrés localement à partir de l'électrode d'administration de médicament sensible à l'électricité pour un traitement à la demande. En tant qu'électronique flexible armée jusqu'aux dents, ce système portable théranostique intra-oral fournit une plate-forme inspirante pour la surveillance et le traitement au point d'intervention des caries dentaires et des maladies bucco-dentaires.

Le microbiome colonisant différentes parties du corps est étroitement lié à la santé, dont le métabolisme interagit dynamiquement avec l'hôte à travers le microenvironnement1. Le microbiome buccal est l’une des plus grandes communautés microbiennes du corps, ce qui peut entraîner des maladies buccales ou systémiques en cas de dysbiose2. La carie dentaire est la maladie non transmissible la plus répandue dans le monde, causée par l'élévation du microbiome cariogène dans la cavité buccale. On estime que les caries des dents permanentes touchent 2,3 milliards de personnes, avec une prévalence mondiale de 35 % pour tous les âges3,4. Bien que la carie dentaire soit reconnue comme un défi mondial de santé publique, elle reste négligée dans la gestion personnelle de la santé bucco-dentaire. Elle est souvent cachée et ne provoque ni douleur ni inconfort au cours de l’évolution de la maladie. Les maux de dents sévères perceptibles ne surviennent que lorsque la carie se propage à la pulpe dentaire, ce qui peut entraîner une infection, une septicémie, voire une perte de dents5. De tels dommages permanents aux dents nécessitent des traitements comprenant l’ablation du tissu dentaire malade et la mise en place d’une obturation. En revanche, la lésion à un stade précoce peut être facilement arrêtée et inversée grâce à une exposition topique aux fluorures. Malheureusement, les interventions chirurgicales après la formation d'une carie restent la stratégie clinique majeure pour la gestion des caries, car les modifications précoces de l'émail dentaire sont indétectables avec l'inspection visuelle clinique traditionnelle et la radiographie dentaire6. Par conséquent, le développement d’un système de détection au point d’intervention à haute sensibilité intégré à la thérapie est hautement souhaité pour la prévention précoce et le traitement rapide des caries dentaires.

La lésion carieuse est induite par la dysbiose topique du microbiome buccal à la surface de la dent. Les bactéries acidogènes et aciduriques s'accumulent dans le microenvironnement et digèrent les glucides fermentescibles en métabolites acides, qui déminéralisent partiellement l'émail dentaire au fil du temps7,8. Le test d'activité carieuse a été développé pour l'évaluation clinique de la capacité acidogène du microbiome prélevé sur une dent par culture in vitro9, mais il prend du temps et ne parvient pas à fournir des informations sur les conditions buccales en temps réel. La surveillance in situ du microenvironnement topique à la surface de la dent est souhaitée pour indiquer le processus dynamique de déminéralisation qui est invisible à la vue. Récemment, l’essor de l’électronique flexible a grandement favorisé le développement d’appareils portables10,11,12,13. Intégrés à des capteurs électrochimiques, ils ont été appliqués à l'analyse continue des molécules métaboliques dans les biofluides, ce qui offre des opportunités prometteuses pour la surveillance des fluctuations du microenvironnement oral. Des tentatives ont été faites pour la détection électrochimique portable intra-orale en fixant le dispositif sur le protège-dents 14,15. Cependant, le système volumineux dû à la batterie lithium-ion rigide et au module de transmission de données limite inévitablement la miniaturisation et la flexibilité du dispositif, ce qui affecte le confort de port et ne permet pas de réaliser l'analyse topique du microenvironnement oral. Alternativement, la technologie de communication en champ proche (NFC) est apparue comme un choix de récupération d'énergie pour les appareils portables miniaturisés et flexibles, permettant la transmission simultanée de données et d'énergie via un couplage inductif16,17. Ainsi, un système électronique portable conforme comprenant le NFC et le capteur électrochimique à faible consommation d'énergie constitue une solution idéale pour la surveillance in situ du microenvironnement dans la cavité buccale.