Заменит биопсию ЖКТ? Капсула-лаборатория от учёных «Калтеха» отслеживает здоровье кишечника в реальном времени

Учёные Калифорнийского технологического института (Caltech) разработали капсулу PillTrek для анализа состояния желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Эта миниатюрная беспроводная система, размером всего 7 мм в диаметре и 25 мм в длину, способна проводить широкий спектр электрохимических измерений, значительно превосходя по возможностям существующие эндоскопы. PillTrek измеряет рН, температуру и различные биомаркеры, включая глюкозу и серотонин, предоставляя ценную информацию о метаболических процессах и состоянии здоровья.

В отличие от традиционных методов анализов или биопсии, которые являются инвазивными, дорогостоящими и не обеспечивают мониторинг в режиме реального времени, PillTrek предлагает неинвазивный способ получения комплексной информации о ЖКТ. Устройство использует простые и недорогие датчики, объединённые в миниатюрную электрохимическую станцию с низким энергопотреблением. По словам профессора медицинской инженерии «Калтеха» Вэй Гао, «с точки зрения электрохимических измерений, это очень мощная платформа. Она способна измерять метаболиты, ионы, гормоны, такие как серотонин и допамин, и даже белки — всё это внутри сложной среды кишечника».

Результаты исследования подтверждают работоспособность PillTrek. В ходе экспериментов на животных капсула успешно измеряла изменения уровня глюкозы и серотонина. Важно, что электрохимическая станция внутри капсулы является перенастраиваемой. Различные датчики могут быть легко заменены для измерения различных параметров в кишечнике. Учёные уже разработали технологию 3D-печати недорогих датчиков на пластиковой подложке, что открывает возможности для массового производства.

В перспективе, исследователи планируют улучшить PillTrek, ещё уменьшив его размеры и энергопотребление. Профессор Азита Эмами, соавтор исследования, отмечает значительный потенциал таких ингестируемых капсул в диагностике, мониторинге и лечении хронических заболеваний. По её словам, разработка представляет собой важный шаг к созданию устройств, способных предоставлять значимую медицинскую информацию.

 Источник: Nature Electronics