As biosensing research is rapidly advancing due to significant developments in materials, chemistry, and electronics, researchers strive to build cutting-edge biomedical devices capable of detecting health-monitoring biomarkers with high sensitivity and specificity. Biosensors using nanomaterials are highly promising because of the wide detection range, fast response time, system miniaturization, and enhanced sensitivity. In the recent development of biosensors and electronics, graphene has rapidly gained popularity due to its superior electrical, biochemical, and mechanical properties. For biomarker detection, human saliva offers easy access with a large variety of analytes, making it a promising candidate for its use in point-of-care (POC) devices. Here, we report a comprehensive review that summarizes the most recent graphene-based nanobiosensors and oral bioelectronics for salivary biomarker detection. We discuss the details of structural designs of graphene electronics, use cases of salivary biomarkers, the performance of existing sensors, and applications in health monitoring. This review also describes current challenges in materials and systems and future directions of the graphene bioelectronics for clinical POC applications. Collectively, the main contribution of this paper is to deliver an extensive review of the graphene-enabled biosensors and oral electronics and their successful applications in human salivary biomarker detection.

Oral cancer is among the deadliest types of malignancy due to the late stage at which it is usually diagnosed, leaving the patient with an average five-year survival rate of less than 50%. The booming field of biosensing and point of care diagnostics can, in this regard, play a major role in the early detection of oral cancer. Saliva is gaining interest as an alternative biofluid for non-invasive diagnostics, and many salivary biomarkers of oral cancer have been proposed. While these findings are promising for the application of salivaomics tools in routine practice, studies on larger cohorts are still needed for clinical validation. This review aims to summarize the most recent development in the field of biosensing related to the detection of salivary biomarkers commonly associated with oral cancer. An introduction to oral cancer diagnosis, prognosis and treatment is given to define the clinical problem clearly, then saliva as an alternative biofluid is presented, along with its advantages, disadvantages, and collection procedures. Finally, a brief paragraph on the most promising salivary biomarkers introduces the sensing technologies commonly exploited to detect oral cancer markers in saliva. Hence this review provides a comprehensive overview of both the clinical and technological advantages and challenges associated with oral cancer detection through salivary biomarkers.

Sensors that can detect external stimuli and perceive the surrounding areas could offer an ability for soft biomimetic robots to use the sensory feedback for closed-loop control of locomotion. Although various types of biomimetic robots have been developed, few systems have included integrated stretchable sensors and interconnectors with miniaturized electronics. Here, we introduce a soft, stretchable nanocomposite system with built-in wireless electronics with an aim for feedback–loop motion control of a robotic earthworm. The nanostructured strain sensor, based on a carbon nanomaterial and a low-modulus silicone elastomer, allows for seamless integration with the body of the soft robot that can accommodate large strains caused by bending, stretching, and physical interactions with obstacles. A scalable, cost-effective, and screen-printing method manufactures an array of the strain sensors that are conductive and stretchable over 100% with a gauge factor over 38. An array of nanomembrane interconnectors enables a reliable connection between soft sensors and wireless electronics while tolerating the robot's multimodal movements. A set of computational and experimental studies of soft materials, stretchable mechanics, and hybrid packaging provides the key design factors for a reliable, nanocomposite sensor system. The miniaturized wireless circuit, embedded in the robot joint, offers real-time monitoring of strain changes during the motions of a robotic segment. Collectively, the soft sensor system presented in this work shows great potential to be integrated with other flexible, stretchable electronics for applications in soft robotics, wearable devices, and human-machine interfaces.

Salivary analysis is gaining increasing interest as a novel and promising field of research for the diagnosis of neurodegenerative and demyelinating diseases related to aging. The collection of saliva offers several advantages, being noninvasive, stress-free, and repeatable. Moreover, the detection of biomarkers directly in saliva could allow an early diagnosis of the disease, leading to timely treatments. The aim of this manuscript is to highlight the most relevant researchers' findings relatively to salivary biomarkers of neurodegenerative and demyelinating diseases, and to describe innovative and advanced biosensing strategies for the detection of salivary biomarkers. This review is focused on five relevant aging-related neurodegenerative disorders (Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Amyotrophic Lateral Sclerosis, Huntington's disease, Multiple Sclerosis) and the salivary biomarkers most commonly associated with them. Advanced biosensors enabling molecular diagnostics for the detection of salivary biomarkers are presented, in order to stimulate future research in this direction and pave the way for their clinical application.

Abstract Several chronic disorders including type 2 diabetes (T2D), obesity, heart disease and cancer are preceded by a state of chronic low-grade inflammation. Biomarkers for the early assessment of chronic disorders encompass acute phase proteins (APP), cytokines and chemokines, pro-inflammatory enzymes, lipids and oxidative stress mediators. These substances enter saliva through the blood flow and, in some cases, there is a close relation between their salivary and serum concentration. Saliva can be easily collected and stored with non-invasive and cost-saving procedures, and it is emerging the concept to use it for the detection of inflammatory biomarkers. To this purpose, the present review aims to discuss the advantages and challenges of using standard and cutting-edge techniques to discover salivary biomarkers which may be used in diagnosis/therapy of several chronic diseases with inflammatory consequences with the pursuit to possibly replace conventional paths with detectable soluble mediators in saliva. Specifically, the review describes the procedures used for saliva collection, the standard approaches for the measurement of salivary biomarkers and the novel methodological strategies such as biosensors to improve the quality of care for chronically affected patients.