Opneembare capsule kan worden gecontroleerd draadloos elektronische pil kan diagnostische informatie doorgeven of release drugs in reactie op de smartphone commando's

Onderzoekers van MIT, manufacturier, en Brigham en Women's Hospital hebben een in te nemen capsule die kunnen worden gecontroleerd met behulp van draadloze Bluetooth-technologie is ontworpen. de capsule, die kan worden aangepast om geneesmiddelen af ​​te geven, sense omgevingsomstandigheden, of allebei, kunnen zich in de maag voor minstens een maand, overbrengen van informatie en het reageren op instructies van de smartphone van een gebruiker.

MIT-onderzoekers hebben een in te nemen sensor die kan dienen in de maag voor een paar weken en draadloos communiceren met een extern apparaat ontworpen.

Afbeelding afkomstig van de onderzoekers

de capsules, vervaardigd met 3-D-printtechnologie, kunnen worden ingezet om drugs te leveren aan een verscheidenheid van ziekten te behandelen, met name in gevallen waarin drugs over een lange periode van tijd moet worden genomen. Ze kunnen ook worden ontworpen om infecties te voelen, allergische reacties, of andere gebeurtenissen, en laat vervolgens een geneesmiddel in reactie.

“Ons systeem kan closed-loop controle en behandeling te geven, waardoor een signaal kan helpen de afgifte van een geneesmiddel of afstellen van de dosering van een geneesmiddel,"Zegt Giovanni Traverso, een bezoekende wetenschapper in MIT's Department of Mechanical Engineering, waar hij zal toetreden tot de faculteit in 2019.

Deze apparaten kunnen ook worden gebruikt om te communiceren met andere draagbare en implanteerbare medische hulpmiddelen, welke informatie kunnen bundelen om te worden meegedeeld aan de patiënt of dokter smartphone.

“We zijn enthousiast over deze demonstratie van 3-D afdrukken en hoe opneembare technologieën mensen door middel van nieuwe apparaten die mobiele toepassingen in de gezondheidszorg te vergemakkelijken kan helpen,”Zegt Robert Langer, David H. Koch Instituut Professor en lid van MIT's Koch Institute for Integrative Cancer Research.

Langer en Traverso zijn de senior auteurs van de studie, die verschijnt in het december. 13 probleem van Advanced Materials Technologies. Yong Lin Kong, een voormalig MIT postdoc die nu een assistent-professor aan de Universiteit van Utah, is de eerste auteur van het papier.

Draadloze communicatie

In de afgelopen jaren, Langer, Traverso, en hun collega's hebben gewerkt aan een verscheidenheid van opneembare sensoren en afgifte van geneesmiddelen capsules, die volgens hen nuttig zijn voor langdurige afgifte van geneesmiddelen die op dit moment moeten worden geïnjecteerd zou zijn. Ze kunnen ook helpen patiënten om de strikte doseringsregimes die nodig zijn voor patiënten met een te behouden HIV of malaria-.

In hun laatste studie, de onderzoekers uiteengezet om veel van de functies die zij eerder hadden ontwikkeld combineren. In 2016, ontwierpen de onderzoekers een stervormige capsule zes armen die opvouwen voordat ze ingekapseld in een zachte capsule. Na te zijn ingeslikt, de capsule oplost en de armen uit te breiden, waardoor de inrichting dienen in de maag. evenzo, het nieuwe apparaat ontvouwt in een Y-vorm na inslikken. Dit maakt het mogelijk het apparaat naar de maag blijven voor ongeveer een maand, voordat het breekt in kleinere stukken en loopt door het spijsverteringskanaal.

Eén van deze armen omvat vier kleine compartimenten met een verscheidenheid aan geneesmiddelen kan worden geladen. Deze geneesmiddelen kunnen worden verpakt in polymeren die hen in staat stellen geleidelijk worden vrijgegeven over meerdere dagen. De onderzoekers verwachten ook dat ze de compartimenten kunnen ontwerpen om op afstand worden geopend via draadloze Bluetooth-communicatie.

De inrichting kan voeren ook sensoren die de gastrische omgeving controleren en doorgeven van informatie via een draadloos signaal. In eerdere werk, de onderzoekers ontworpen sensoren die kunnen detecteren vitale functies zoals hartslag en ademhalingsfrequentie. In deze krant, Zij toonden aan dat de capsule kan worden gebruikt om de temperatuur en direct doorgeven van deze gegevens aan een smartphone binnen armlengte.

“De beperkte aansluiting bereik is een wenselijke verbetering van de beveiliging,”Kong zegt. “De zelfisolement draadloze signaalsterkte binnen fysieke ruimte van de gebruiker kan het apparaat tegen ongewenste verbindingen te beschermen, het verstrekken van een fysieke isolatie voor extra veiligheid en bescherming van de privacy.”

Om de fabricage van al deze complexe elementen mogelijk te maken, besloten de onderzoekers om de capsules in 3D te printen. Door deze aanpak konden ze gemakkelijk alle verschillende componenten van de capsules opnemen, en om de capsule te bouwen uit afwisselende lagen van stijve en flexibele polymeren, waardoor het bestand is tegen de zure omgeving van de maag.

"Multimaterialen 3D-printen is een zeer veelzijdige productietechnologie die unieke multicomponent-architecturen en functionele apparaten kan creëren, die niet kunnen worden vervaardigd met gebruikelijke vervaardigingstechnieken,”Kong zegt. “We kunnen mogelijk maken aangepaste ingestible elektronica waar de maag periode van verblijf kan worden aangepast op basis van een specifieke medische toepassing, die kunnen leiden tot een gepersonaliseerde diagnose en behandeling die algemeen toegankelijk is.”

vroege reactie

De onderzoekers voorzien dat dit type sensor kan worden gebruikt om de eerste tekenen van de ziekte te diagnosticeren en vervolgens reageren met de juiste medicatie. Bijvoorbeeld, het kan worden gebruikt om bepaalde mensen met een hoog risico op infectie te controleren, zoals patiënten die chemotherapie of immunosuppressiva krijgen. Als een infectie wordt gedetecteerd, de capsule kan beginnen met het afgeven van antibiotica. Of, het apparaat kan worden ontworpen om antihistaminica af te geven wanneer het een allergische reactie detecteert.

"We zijn erg enthousiast over het potentieel voor gastrische elektronica om te dienen als platforms voor mobiele gezondheid om patiënten op afstand te helpen,”Traverso zegt.

De huidige versie van het apparaat wordt aangedreven door een kleine zilveroxidebatterij. Echter, de onderzoekers onderzoeken de mogelijkheid om de batterij te vervangen door alternatieve stroombronnen, zoals een externe antenne of maagzuur.

De onderzoekers werken ook aan de ontwikkeling van andere soorten sensoren die in de capsules kunnen worden verwerkt. In deze krant, ze hebben de temperatuursensor getest bij varkens, en ze schatten dat binnen ongeveer twee jaar, ze kunnen mogelijk beginnen met het testen van opneembare sensoren bij menselijke patiënten. Ze hebben een bedrijf dat werkt aan de ontwikkeling van de technologie voor menselijk gebruik gelanceerd.

Bron: http://news.mit.edu, door Anne Trafton