Исследователи из Массачусетского технологического института, Дрейпер, и Brigham and Women’s Hospital разработали проглатываемую капсулу, которой можно управлять с помощью беспроводной технологии Bluetooth.. Капсула, который можно настроить для доставки лекарств, чувствовать условия окружающей среды, или оба, может находиться в желудке не менее месяца, передача информации и реагирование на инструкции со смартфона пользователя.

Исследователи Массачусетского технологического института разработали проглатываемый датчик, который может находиться в желудке в течение нескольких недель и связываться по беспроводной сети с внешним устройством..

Изображение предоставлено исследователями

Капсулы, изготовлены по технологии 3D-печати, могут быть использованы для доставки лекарств для лечения различных заболеваний, особенно в случаях, когда лекарства необходимо принимать в течение длительного периода времени. Они также могут быть разработаны для обнаружения инфекций., аллергические реакции, или другие события, а потом выпустить лекарство в ответ.

«Наша система может обеспечить мониторинг и лечение с обратной связью., посредством чего сигнал может помочь направить доставку лекарства или настроить дозу лекарства,— говорит Джованни Траверсо., приглашенный ученый на факультете машиностроения Массачусетского технологического института, где он будет поступать на факультет в 2019.

Эти устройства также могут использоваться для связи с другими носимыми и имплантируемыми медицинскими устройствами., которые могут объединять информацию для передачи на смартфон пациента или врача.

«Мы взволнованы этой демонстрацией 3D-печати и того, как съедобные технологии могут помочь людям с помощью новых устройств, которые облегчают мобильные приложения для здоровья.,— говорит Роберт Лангер., Дэвид H. Профессор Института Коха и член Института Коха по интегративным исследованиям рака Массачусетского технологического института..

Лангер и Траверсо — ведущие авторы исследования., который появляется в декабре. 13 вопрос Передовые технологии материалов. Юн Лин Конг, бывший постдоктор Массачусетского технологического института, ныне доцент Университета Юты., является ведущим автором газеты.

Беспроводная связь

За последние несколько лет, Лангер, Боком, и их коллеги работали над различными датчиками для приема внутрь и капсулами для доставки лекарств., которые, по их мнению, будут полезны для долгосрочной доставки лекарств, которые в настоящее время необходимо вводить инъекционно.. Они также могут помочь пациентам соблюдать строгие режимы дозирования, необходимые для пациентов с ВИЧ или же малярия.

В своем последнем исследовании, исследователи намеревались объединить многие функции, которые они ранее разработали. В 2016, исследователи разработали капсулу в форме звезды с шестью рукавами, которые складываются, прежде чем поместиться в гладкую капсулу.. После проглатывания, капсула растворяется и руки расширяются, позволяя устройству застрять в желудке. так же, новое устройство разворачивается в Y-образную форму после проглатывания. Это позволяет устройству оставаться в желудке около месяца., до того, как он разобьется на более мелкие кусочки и пройдет через пищеварительный тракт.

В одном из этих рукавов есть четыре небольших отсека, в которые можно загружать различные лекарства.. Эти препараты могут быть упакованы в полимеры, что позволяет постепенно высвобождать их в течение нескольких дней.. Исследователи также предполагают, что они могут спроектировать отсеки, открываемые удаленно через беспроводную связь Bluetooth..

Устройство также может иметь датчики, которые контролируют желудочную среду и передают информацию по беспроводному сигналу.. В предыдущей работе, исследователи разработали датчики, которые могут обнаруживать жизненно важные признаки такие как частота сердечных сокращений и частота дыхания. В этом документе, они продемонстрировали, что капсулу можно использовать для контроля температуры и передачи этой информации непосредственно на смартфон на расстоянии вытянутой руки..

«Ограниченный диапазон подключения является желательным усилением безопасности.,— говорит Конг.. «Самоизоляция мощности беспроводного сигнала в физическом пространстве пользователя может защитить устройство от нежелательных подключений., обеспечение физической изоляции для дополнительной безопасности и защиты конфиденциальности».

Чтобы обеспечить производство всех этих сложных элементов, исследователи решили напечатать капсулы на 3D-принтере. Такой подход позволил им легко включить все различные компоненты, содержащиеся в капсулах., и построить капсулу из чередующихся слоев жестких и гибких полимеров., что помогает ему противостоять кислой среде желудка.

«Мультиматериальная 3D-печать — это универсальная производственная технология, позволяющая создавать уникальные многокомпонентные архитектуры и функциональные устройства., которые не могут быть изготовлены с помощью обычных производственных технологий,— говорит Конг.. «Потенциально мы можем создать индивидуальную электронику для приема внутрь, в которой период пребывания в желудке может быть адаптирован в зависимости от конкретного медицинского применения., что может привести к персонализированной диагностике и лечению, которые будут широко доступны».

Ранний ответ

Исследователи предполагают, что этот тип датчика можно будет использовать для диагностики ранних признаков заболевания, а затем реагировать соответствующим лечением.. Например, его можно использовать для мониторинга определенных людей с высоким риском заражения, например, пациенты, получающие химиотерапию или иммунодепрессанты. Если обнаружена инфекция, капсула может начать выпускать антибиотики. Или же, Устройство может быть разработано для высвобождения антигистаминных препаратов при обнаружении аллергической реакции..

«Мы очень рады тому, что резидентная электроника в желудке может служить платформой для мобильного здравоохранения, чтобы помогать пациентам удаленно.,— говорит Траверсо..

Текущая версия устройства питается от небольшой батареи из оксида серебра.. тем не мение, исследователи изучают возможность замены батареи альтернативными источниками питания, такие как внешняя антенна или же желудочный сок.

Исследователи также работают над разработкой других типов датчиков, которые могут быть встроены в капсулы.. В этом документе, они проверили датчик температуры на свиньях, и они считают, что в течение примерно двух лет, они могут начать тестировать проглатываемые датчики на людях.. Они запустили компанию, которая работает над разработкой технологии для использования человеком..

Источник: HTTP://news.mit.edu, Энн Трэфтону