Биоэлектронный пластырь сможет одновременно отслеживать воспаление при пародонтите и доставлять микроРНК

12.09.2026

Исследователи из Чжэцзянского университета разработали гибкий биоэлектронный пластырь, который объединяет две функции: беспроводное отслеживание воспаления тканей пародонта и локальную доставку терапевтической микроРНК. Система получила название WIRES и работает без встроенной батареи, реагируя непосредственно на биохимические изменения, сопровождающие воспалительный процесс.

Пародонтит сопровождается хроническим воспалением тканей, окружающих зуб. По мере прогрессирования заболевания оно может приводить к разрушению тканей пародонта, потере альвеолярной кости, расшатыванию и в конечном итоге потере зубов. При этом оценка состояния пациента по-прежнему во многом основана на клиническом осмотре и рентгенографии, а локальная доставка препаратов осложняется условиями полости рта. Авторы исследования попытались объединить диагностику и терапию в одном миниатюрном устройстве. Современные стоматологические клиники уже активно внедряют инновационные подходы к лечению и мониторингу — подробнее об этом можно узнать на ergodent39.ru.

Как пластырь определяет воспаление?

Основой WIRES стал чувствительный к воспалению гидрогель, размещенный на гибкой радиочастотной электронной системе. Размер разработанного устройства составляет около 5 × 5 мм, толщина — 1,5 мм, масса — примерно 35 мг. Электронную часть изготовили методом аэрозольной струйной печати на гибкой подложке, благодаря чему устройство можно изгибать и размещать непосредственно на тканях полости рта. Встроенная батарея ему не требуется: информация считывается извне посредством беспроводной радиочастотной связи.

В качестве индикатора воспаления исследователи выбрали матриксную металлопротеиназу-9 — фермент, активность которого связана с воспалительными процессами при заболеваниях пародонта.

В гидрогель встроены специальные пептидные последовательности, чувствительные к MMP-9. При повышении активности фермента они расщепляются, и структура гидрогеля постепенно разрушается. Это меняет электрические характеристики сенсора и вызывает сдвиг его резонансной частоты. Таким образом биохимический процесс в тканях преобразуется в сигнал, который можно считать беспроводным способом. В лабораторных испытаниях предел обнаружения MMP-9 составил 7,9 нг/мл.

Авторы также проверили технологию на образцах человеческой слюны. В рамках клинической проверки устройство использовали для оценки MMP-9 у человека с пародонтитом до лечения и спустя две недели после над- и поддесневого скейлинга, а также у здорового добровольца. Расчетная концентрация MMP-9 у пациента с пародонтитом снизилась с 1132,0 до 456,4 нг/мл после лечения, тогда как у здорового участника показатель оставался ниже порога обнаружения системы. Полученные данные согласовывались с результатами коммерческого лабораторного теста.

Гидрогель не только измеряет, но и доставляет терапию

Вторая функция WIRES связана с локальной иммунотерапией. Исследователи загрузили в гидрогель микроРНК — небольшие молекулы, способные регулировать активность генов. По мере разрушения гидрогеля под действием MMP-9 микроРНК высвобождается непосредственно в зоне воспаления.

Для эксперимента ученые выбрали let-7c. Анализ показал, что эта микроРНК может влиять на поведение макрофагов — иммунных клеток, играющих важную роль в поддержании и разрешении воспаления. В клеточных экспериментах let-7c способствовала смещению активности макрофагов от провоспалительного состояния в сторону противовоспалительного.

Терапевтическую часть технологии дополнительно испытали на мышиной модели пародонтита. Иммуномодуляция с помощью let-7c сопровождалась уменьшением местной воспалительной реакции и изменением связанных с макрофагами иммунных показателей. Однако данные результаты пока нельзя напрямую переносить на лечение людей: полноценные клинические испытания терапевтической эффективности устройства у пациентов все еще необходимы.

От диагностики к системе, реагирующей на болезнь

Главная особенность разработки заключается в том, что один и тот же биохимический процесс запускает сразу два механизма. Повышенная активность MMP-9 разрушает гидрогель, что, с одной стороны, позволяет зарегистрировать воспаление по изменению беспроводного сигнала, а с другой — способствует высвобождению терапевтической микроРНК.

Таким образом, WIRES представляет собой экспериментальную платформу, которая потенциально может не только фиксировать изменения воспалительной активности непосредственно в тканях пародонта, но и реагировать на них локальной доставкой терапии.

Авторы также отмечают, что в дальнейшем принцип можно адаптировать и для других биомаркеров, заменяя чувствительные элементы гидрогеля. Аналогичный подход теоретически может использоваться не только при заболеваниях пародонта, но и при других состояниях, связанных с хроническим воспалением, например, при заживлении ран, остеоартрите или аутоиммунных заболеваниях.