3D отпечатана капсула в стомаха - Интелигентна индустрия
Изследователи от университета Пърдю са разработили 3D отпечатана капсула, способна да вземе проби от бактерии в човешкия стомах.
Отпечатаното хапче, което действа като колоноскопия, може да улавя бактерии (биоми - т.е. бактериални екосистеми) не само в дебелото черво, но и в целия стомашно-чревен тракт. Това решение може да бъде полезно не само за индивидуална диагностика, но и за съществуващи колоноскопски процеси за по-добро разбиране на чревните заболявания.
Колоноскопия vs. 3D отпечатани хапчета
През последното десетилетие няколко проучвания са установили връзка между биологичния дисбаланс (дисбиоза) в стомаха и различни заболявания като диабет, затлъстяване и метаболитен синдром (МС). Наличието на специфични бактериални видове може да промени метаболизма на някои лекарства, като химиотерапевтични средства и антивирусни лекарства. Следователно вземането на микробни проби е важно за разбирането на микробиотичните лекарствени взаимодействия и предоставя възможност за разработване на специфично за пациента доставяне на лекарства.
Голяма част от съществуващите изследвания са проведени с помощта на ex-situ методи за вземане на проби, базирани на фекално събиране. Тъй като във фекални проби може да бъде открита само част от чревните бактерии, са положени значителни усилия за директно вземане на проби от микроорганизми от стомашно-чревния тракт (стомашно-чревния тракт, т.е. стомашно-чревния тракт). Самият стомашно-чревен тракт е дълъг девет метра и варира в диаметър от пациент на пациент, така че директното вземане на проби среща редица проблеми. Съвременните методи за колоноскопия и гастроскопия са ограничени до вземане на проби на определени етапи и могат да бъдат инвазивни, но пациентите може да не спазват правилата.
Интелигентните функционални капсули предоставят алтернативно решение, тъй като те могат да събират бактериални проби по GI тракт от предварително определени места. Технологията PillCam Capsule Endoscopy (CE) вече е на пазара и се използва широко като неинвазивна алтернатива на традиционните ендоскопии. Възможностите за видеодиагностика на PillCam са неоспорими, но не е в състояние да събира и съхранява проби. Въпреки че имаше опити да се разработи капсула за вземане на проби, захранвана от батерии, устройствата останаха в чревния тракт на пациента по време на тестване поради неуспехи.
“Пасивно управляваното” вземане на проби предлага по-компактен, по-безопасен и по-евтин вариант от преди. Капсулата се движи през стомашно-чревния тракт, използвайки перисталтичното движение на червата и има средна скорост 1-2 cm/min.
Дизайн на капсулата Purdue
Изследователски екип от университета Пърдю създаде капсула, която използва набъбващите свойства на абсорбиращ хидрогел за събиране на биоорганизми. Хидрогеловете са суперспиращи и могат да абсорбират до 150-300 пъти теглото си във водна среда, което ги прави идеални за съхранение на бактерии. Включването на абсорбционния капацитет на хидрогеловете в развитието на таблетката позволи на устройството да бъде неинвазивно и да влиза в по-рано недостъпни области на стомашно-чревния тракт.