Aller au contenu principal
Accès ouvert déclaré 2026 article

Mechanistic Characterization of Biologically Inspired Oral Neutrophil Isolation for AI-Assisted Oral Inflammatory Load Assessment

0Citations signalées, ce qui n’est pas une note de qualité
4Institutions déclarées
2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : ca, se. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Non-invasive quantitative assessment of oral inflammatory burden could complement conventional periodontal evaluation; however, current clinical methods primarily characterize disease after structural and tissue changes have occurred. In our previously reported DePerio framework, we demonstrated the feasibility of enriching oral polymorphonuclear neutrophils (oPMNs) from saliva through their differential adhesion to a hydrophilic cornstarch (CS)-coated surface, followed by brightfield imaging and AI-assisted quantification. Building on this framework, here we present BioSA, with an emphasis on the mechanistic and quantitative characterization of this biologically inspired adhesion-based oPMN isolation process, analogous to leukocyte adhesion behavior in blood capillaries. We systematically investigate the contributions of surface physicochemical properties, oPMN surface characteristics, and physical forces governing preferential oPMN retention and epithelial-cell removal. The optimized adhesion-based isolation reduced epithelial-cell contamination by 91% while preserving >98% of oPMNs, outperforming the evaluated filtration- and poly-L-lysine (PLL)-based approaches. Following isolation, brightfield images were analyzed using an AI-assisted deep-learning model for automated oPMN quantification. Across 30 independent test days, BioSA measurements were strongly associated with those obtained using the reference HEMO method (R2 ≈ 0.99; MAE ≈ 2.06 × 105 cells/10 mL), while method agreement and systematic differences were further evaluated using Bland–Altman analysis. The deep-learning detector achieved 98% sensitivity, 97% precision, and an F1 score of 0.97 on a dataset containing 4617 manually annotated oPMNs. Using data-driven oPMN concentration ranges informed by prior literature, we further explored five oral inflammatory load (OIL) strata. These strata are hypothesis-generating and should not be interpreted as validated diagnostic stages or as replacements for the 2017 periodontitis staging and grading framework. Operating with standard brightfield microscopy and a cloud-based AI interface, BioSA reduces analysis time from 15 to 20 min to less than 2 min per sample. Collectively, this study extends the DePerio framework by providing mechanistic insight into biologically inspired adhesion-based oPMN isolation and demonstrates its potential for rapid, quantitative, and exploratory assessment of oral inflammatory burden.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Mechanistic Characterization of Biologically Inspired Oral Neutrophil Isolation for AI-Assisted Oral Inflammatory Load Assessment
Date Crossref
18/09/2026
Éditeur
MDPI AG
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • York University Department of Biology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • McGill University Department of Biomedical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Linköping University Department of Electrical Engineering (ISY) pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • University of Toronto pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Lassonde School of Engineering Biologically Inspired Sensors and Actuators Laboratory (BioSA) pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Faculty of Dentistry pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Department of Biology — York University, Department of Biomedical Engineering — McGill University et Department of Electrical Engineering (ISY) — Linköping University, avec 3 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Oral microbiology and periodontitis researchBiosensors and Analytical DetectionPolymer Surface Interaction Studies

BNTIC News n’est pas le producteur de ces données. Les publications sont interrogées à la demande dans Crossref, OpenAIRE, DOAJ, Europe PMC, HAL, DataCite, AfricArXiv, ROR et la Banque mondiale, sans clé d’accès. OpenAlex reste optionnel. Aucun service payant n’est nécessaire et aucune donnée externe n’est enregistrée en base. Consulter les sources et leurs limites.