Уровни глюкозы в кишечнике являются основным индикатором общего состояния желудочно-кишечного тракта, и текущий метод их измерения включает введение катетера в горло пациента. Однако вскоре глотаемая «умная таблетка» сможет выполнять эту работу гораздо менее навязчиво.
В настоящее время разрабатываемая в Калифорнийском университете в Сан-Диего таблетка представляет собой комбинированный биосенсор и биотопливную ячейку, помещенные в полимерную оболочку, напечатанную на 3D-принтере. После приема внутрь она постоянно измеряет уровень глюкозы в тонком кишечнике и использует эту же глюкозу в качестве топлива.
Через равные промежутки времени, таблетка передает свои показания по беспроводной связи, используя энергосберегающий метод, известный как “magnetic field human body communication”, что можно перевести как «связь через магнитное поле человеческого тела». В двух словах, это включает в себя отправку магнитных импульсов сверхмалой мощности через ткани тела пациента, которые обнаруживаются и декодируются с помощью устройства, оснащенного приемной катушкой, которое носится снаружи тела.
В тестах, проведенных на свиньях – желудочно-кишечный тракт которых подобен человеческому – таблетка успешно контролировала уровень глюкозы в тонкой кишке в течение 14 часов. В течение этого периода, она передавала данные в режиме реального времени каждые пять секунд в течение двух-пяти часов, в зависимости от конкретного теста. В конечном итоге она вышла с фекалиями.
Прежде чем таблетку можно будет использовать на людях, ее нужно сделать немного меньше — в настоящее время она составляет 2,6 см в длину и 9 мм в ширину. В планах также добавить дополнительные датчики.
«Учитывая, что желудочно-кишечный тракт обладает динамическими изменениями pH, температуры и концентрации кислорода, будущая работа предусматривает интеграцию дополнительных методов измерения для учета этих различий», — сказал аспирант наноинженерии Эрнесто Де Ла Пас Андрес, соавтор статьи об исследовании.
Эта статья была недавно опубликована в журнале Nature Communications. И, как интересное примечание, ученые из австралийского Мельбурнского королевского технологического университета уже разработали собственную «умную» таблетку для кишечника, которая измеряет и передает данные об уровне газов в кишечнике.
Источник: UC San Diego.
