《電子技術(shù)應(yīng)用》
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數(shù)字藥丸是如何通過(guò)“實(shí)時(shí)跟蹤屁”來(lái)識(shí)別腸道健康的?

2018-01-19
關(guān)鍵詞: 電子藥丸 膠囊

  與接收器和移動(dòng)app相結(jié)合,膠囊從胃移動(dòng)到結(jié)腸,在此過(guò)程中發(fā)回跟氣體相關(guān)的數(shù)據(jù)。此前,研究人員在豬身上測(cè)試了一個(gè)類似的膠囊,此次將項(xiàng)目研究擴(kuò)大到了人類身上。

  澳大利亞的一個(gè)研究小組正在研究一個(gè)史無(wú)前例的創(chuàng)新——第一個(gè)真正的屁探測(cè)器。

  他們最近公布了一種電子藥丸,旨在監(jiān)測(cè)人類消化系統(tǒng)內(nèi)的氣體水平。與接收器和移動(dòng)app相結(jié)合,膠囊從胃移動(dòng)到結(jié)腸,在此過(guò)程中發(fā)回跟氣體相關(guān)的數(shù)據(jù)。此前,研究人員在豬身上測(cè)試了一個(gè)類似的膠囊,此次將項(xiàng)目研究擴(kuò)大到了人類身上。

  這種藥丸的長(zhǎng)度為26毫米,外徑為9.8毫米,和市面上很多膠囊一樣大。它被一個(gè)聚合物外殼所包裝起來(lái)以控制溫度,內(nèi)部集成了包含CO2,H2和O2的傳感器,并且有一個(gè)氧化銀電池和傳輸系統(tǒng)。在其中一端,膠囊是能透氣的,以便迅速擴(kuò)散腸道中的氣體。

  在《自然電子學(xué)》雜志上,皇家墨爾本理工大學(xué)(RMIT)的Kourosh Kalantar-Zadeh和莫納什大學(xué)的Peter Gibson描述了他們想了解人類腸道的復(fù)雜工作方式的愿望,包括腸道每部分的特定條件、微生物的作用,甚至是某些食物對(duì)腸道的影響。

  “我們發(fā)現(xiàn)胃釋放出氧化的化學(xué)物質(zhì),來(lái)分解和拍打那些停留在胃里的外來(lái)化合物,”Kalantar-Zadeh說(shuō)。以前,人們是不知道腸道對(duì)異物是什么反應(yīng)的。

  在服用藥丸之前,這些研究一直有困難,因?yàn)樾枰秩胄圆僮?。研究人員在期刊文章中指出,他們正在建立一家商業(yè)公司,可以開發(fā)和測(cè)試膠囊以外的試點(diǎn)項(xiàng)目。

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  在試驗(yàn)中,該膠囊在6名健康的志愿者身上進(jìn)行了測(cè)試,并通過(guò)超聲波監(jiān)測(cè)。

  藥丸穿過(guò)身體用了20個(gè)小時(shí),其中在胃里呆了4.5個(gè)小時(shí),在小腸里花了2.5個(gè)小時(shí),最后通過(guò)結(jié)腸13個(gè)小時(shí),全程都在測(cè)量體內(nèi)的氣體。研究人員可以通過(guò)觀察CO2、H2和O2數(shù)量的上升和下降來(lái)識(shí)別腸道的過(guò)程,并將其與我們目前對(duì)腸道細(xì)菌的了解進(jìn)行比較。

  研究團(tuán)隊(duì)讓一名志愿者吞服兩次藥丸——一次是吃高纖維飲食(每天50克)兩天,另一次是兩天吃低纖維飲食(每天15克)。在吃高纖維時(shí),藥丸在他體內(nèi)待了23小時(shí),但他經(jīng)歷了腹痛。該藥丸實(shí)驗(yàn)顯示,腸道不健康時(shí),氧和糞便細(xì)菌值會(huì)升高。

  在低纖維飲食的情況下,藥丸需要三天多的時(shí)間才能重見(jiàn)天日重現(xiàn),會(huì)在胃里待13個(gè)小時(shí),在小腸里待5.5小時(shí),在結(jié)腸里待54小時(shí),最終要求志愿者服用高劑量的纖維才能排出。在服用高纖維之前,H2的數(shù)量值急劇下降,12小時(shí)后再次上升。

  其余的志愿者要么以高纖維飲食(沒(méi)有上述志愿者高)或低纖維飲食。結(jié)果是相似的。

  研究人員認(rèn)為,這項(xiàng)技術(shù)會(huì)幫助人們對(duì)腸道和腸道健康有更全面的了解,最終實(shí)現(xiàn)更好的醫(yī)療。雖然吞下一個(gè)充滿傳感器的藥丸可能會(huì)讓一些病人感到不舒服,但它無(wú)疑是一種風(fēng)險(xiǎn)較小的替代方法,而且可能很快就會(huì)成為醫(yī)學(xué)評(píng)估的常規(guī)部分。

  “盡管數(shù)據(jù)還是局限于一個(gè)很小的范圍,但令人鼓舞的是,智能的、可吞食的膠囊可以為腸胃蠕動(dòng)提供新的見(jiàn)解?!辈祭锔衲返奈改c病學(xué)家、生物醫(yī)學(xué)工程師Giovanni Traverso指出,“這確實(shí)擴(kuò)大了可吞食傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域?!?/p>


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