自供电的可摄取的“聪明药”监控小肠
加州大学圣地亚哥分校的研究人员(UCSD)已经创建了一个battery-free可吸收的生物传感器,可以持续监测肠道环境。他们的工作发表在自然通讯。
胃肠道功能紊乱的负担
胃肠(GI)疾病在全球范围内造成重大的健康负担,影响约4在10人。胃肠道疾病包括糖尿病、炎症性肠病(IBD)和肥胖。常见的线程在这些障碍是肠道的功能障碍过程需要吸收或消化肠道代谢产物。
诊断胃肠道疾病远没有一个简单的任务,和方法来监测病人的小肠可以不舒服甚至痛苦。“目前,胃和肠道内的样品液方式是做一个内窥镜,在导管插入你的喉咙并到你的消化道由一个医生,”说帕特里克·梅西埃电气和计算机工程教授,加州大学圣地亚哥分校。
创建一个“聪明药”来跟踪肠道代谢产物
梅西埃和他的同事们,包括约瑟王特聘教授,加州大学圣地亚哥分校的工程部门的工程原则解决方案。在一起,他们已经创建了一个可摄取的“聪明药”,测量直径2.6厘米长,0.9厘米,运行在葡萄糖,无处不在的能源。“结合超低功耗电路和无线技术从实验室glucose-powered燃料电池和先进的电化学传感实验室的加州大学圣地亚哥分校纳米工程教授约瑟夫·王,我们有机会创造新的模式对于理解什么是发生在小肠,”说梅西埃。
“已经证明很难创建一个可摄取的设备配备必要的传感器和电子执行无线读出,不需要电池,”王补充道。智能药丸是集成到一个电路能够执行能量收获,若和无线遥测,由power-to-frequency转换方案,利用磁性身体交流。“它使用葡萄糖在肠道作为生物燃料的电力设备,“Mercier解释道。“让这所有的工作与超低功耗电子和一个稳定但小葡萄糖燃料电池主要技术挑战是解决在这里。”
有前景的结果从猪的研究
在概念证明的一项研究中,研究人员检测了智能药丸在猪身上。“在我们的实验中,battery-free生物传感器技术不断监控血糖水平在猪的小肠14小时摄入后,收益率测量每5秒了2 - 5小时,”说埃内斯托·德·拉巴斯安德烈斯,纳米工程co-first作者之一、加州大学圣地亚哥分校的研究生在纸上。
至于下一步,该小组计划增加可用的传感器的数量在药片,这可以使多个化学参数的监测肠道。“鉴于胃肠道具有动态变化的pH值、温度、氧气浓度、未来的工作设想额外的集成传感模式考虑到这些差异,”说拉巴斯德安德烈斯。他们还打算减少对人体试验的大小的药丸,这样他们更容易接受。
参考:拉巴斯德E, Maganti NH, Trifonov,等。一个可摄取的自供电的无线若系统实时原位监测胃肠道代谢产物。Nat审稿。2022;13 (1):7405。doi:10.1038 / s41467 - 022 - 35074 - y。
这篇文章是一个返工的新闻稿加州大学圣地亚哥分校的发行的。材料已经编辑的长度和内容。
