Представлена умная капсула для изучения ЖКТ
Ученые все больше убеждаются в ключевой роли кишечника в поддержании общего здоровья организма. Помимо своей основной функции переваривания пищи, желудочно-кишечный тракт активно вовлечен в синтез гормонов, выработку иммунных клеток и производство нейромедиаторов, влияющих на эмоциональное состояние и мозговую активность. Именно кишечник служит хранилищем множества важных биомаркеров, помогающих выявлять, контролировать и лечить различные заболевания — начиная от коротких цепей жирных кислот, сигнализирующих о риске метаболического синдрома, заканчивая цитокинами, выступающими маркерами воспалительных процессов, пишет Medical Xpress.
Тем не менее пока нет доступных технологий, позволяющих быстро и эффективно получать разнообразную биохимическую информацию непосредственно из кишечника. Современные способы диагностики ограничиваются использованием анализа стула или биопсии, что требует инвазивного вмешательства и больших затрат. Эти методы неспособны обеспечивать мониторинг в режиме реального времени по всей длине ЖКТ.
Группа ученых из Калифорнийского технологического института создала инновационную интеллектуальную капсулу PillTrek. Она предназначена для измерения уровня рН, температуры и целого ряда других биомаркеров. Устройство оснащено небольшими, простыми и экономичными датчиками, встроенными в миниатюрную беспроводную электрохимическую рабочую станцию. Капсула имеет небольшие размеры — всего лишь 7 мм в диаметре и 25 мм в длину. Она меньше существующих коммерческих камер для эндоскопии, но при этом обеспечивает широкий спектр электрохимических исследований.
«Наша капсула разработана как многоцелевая платформа. Благодаря своему электрохимическому сенсорному потенциалу она чрезвычайно эффективна. Мы можем отслеживать уровень метаболитов, ионов, гормонов вроде серотонина и дофамина, потенциально белков. Все это в условиях сложной кишечной среды», — комментирует Вэй Гао, профессор медицинской инженерии в Калифорнийском технологическом институте и сотрудник Медицинского научно-исследовательского института Heritage.
Для демонстрации возможностей устройства PillTrek была проведена серия экспериментов на моделях животных. Было показано успешное измерение показателей рН, температуры, концентрации глюкозы и нейромедиатора серотонина.
По словам профессора Гао, конструкция внутренней электрохимической рабочей станции капсул легко адаптируется для замены датчиков и проведения замеров различных веществ. Ранее он вместе с командой разработал методику трехмерной печати недорогих сенсоров на пластиковых пластинах, которую можно применить для серийного выпуска компонентов для PillTrek.
Эксперт подчеркивает, что дальнейшие перспективы проекта связаны с совместной работой над улучшением методов беспроводной зарядки и разработкой более компактной электроники, что позволит уменьшить размер устройства PillTrek и повысить его энергоэффективность.
Ранее ученые доказали, что квашеная капуста полезна для здоровья кишечника.
