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把傳感系統(tǒng)吃下肚 “智能藥丸”或帶來更簡(jiǎn)單便宜的腸道監(jiān)測(cè)方法
2022年12月08日 10:05:17
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：5113
近日，美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校工程學(xué)院研究人員開發(fā)了一種無電池、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)院研究人員開發(fā)了一種無電池、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、生物傳感和無線遙測(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，豬的胃腸道大小與人類相似。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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