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把傳感系統(tǒng)吃下肚 “智能藥丸”或帶來(lái)更簡(jiǎn)單便宜的腸道監(jiān)測(cè)方法
2022年12月08日 10:05:17
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：5096
近日，美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校工程學(xué)院研究人員開(kāi)發(fā)了一種無(wú)電池、藥丸狀可吞服生物傳感系統(tǒng)。這種可吞服的生物燃料驅(qū)動(dòng)傳感器就像“智能藥丸”，有助于進(jìn)入小腸，監(jiān)測(cè)葡萄糖水平并產(chǎn)生連續(xù)的測(cè)量值
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】研究表明，胃腸道腸道區(qū)域的一些代謝物在腸道功能中起著至關(guān)重要的作用。例如，慢性疾病如炎癥性腸病(IBD)、糖尿病或肥胖癥是由涉及腸道中代謝物的吸收或消化的腸道過(guò)程的功能障礙引起的。因此，進(jìn)入消化道的相關(guān)部分，如小腸，可以促進(jìn)許多胃腸道疾病的診斷和治療。
但是，以目前的科研水平和醫(yī)療水平，想要對(duì)體內(nèi)疾病進(jìn)行檢查，觀察臟器內(nèi)腔病變，確定其部位、范圍等，醫(yī)生通常需要使用內(nèi)窺鏡配合。而傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡技術(shù)在為患者檢查的時(shí)候，常常會(huì)對(duì)病人造成一定痛苦。
近日，美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校工程學(xué)院研究人員開(kāi)發(fā)了一種無(wú)電池、藥丸狀可吞服生物傳感系統(tǒng)。這種可吞服的生物燃料驅(qū)動(dòng)傳感器就像“智能藥丸”，有助于進(jìn)入小腸，監(jiān)測(cè)葡萄糖水平并產(chǎn)生連續(xù)的測(cè)量值，這些數(shù)據(jù)是跟蹤整體胃腸道健康的重要組成部分，也是研究營(yíng)養(yǎng)、診斷和治療各種疾病、預(yù)防肥胖等的主要因素。
與舊方法相比，智能藥丸中的生物傳感器可獲得連續(xù)的數(shù)據(jù)讀數(shù)。團(tuán)隊(duì)將傳感器集成到一個(gè)電路中，進(jìn)行能量收集、生物傳感和無(wú)線(xiàn)遙測(cè)。智能藥丸采用葡萄糖生物燃料電池(BFC ),用于在操作期間獲得電力。在實(shí)驗(yàn)中，智能藥丸在吞服后14小時(shí)內(nèi)持續(xù)監(jiān)測(cè)豬小腸中的葡萄糖水平，每5秒測(cè)量一次，持續(xù)2—5個(gè)小時(shí)。此外，智能藥丸還可作為一個(gè)平臺(tái)，用于開(kāi)發(fā)研究小腸微生物組的新方法。
研究團(tuán)隊(duì)表示，小腸數(shù)據(jù)記錄目前只在豬身上進(jìn)行過(guò)，豬的胃腸道大小與人類(lèi)相似。在這些實(shí)驗(yàn)中取得了有希望的結(jié)果后，研究人員計(jì)劃增加藥丸中可用的傳感器數(shù)量，以監(jiān)測(cè)腸道中更多化學(xué)參數(shù)。他們還計(jì)劃進(jìn)一步小型化傳感器和電子電路，以匹配目前智能藥丸市場(chǎng)上的產(chǎn)品。智能藥丸或帶來(lái)更簡(jiǎn)單、更便宜的小腸監(jiān)測(cè)方法。
相關(guān)論文A self-powered ingestible wireless biosensing system for real-time in situ monitoring of gastrointestinal tract metabolites于近日發(fā)表在《自然·通訊》雜志。
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