تحتوي الجهاز الهضمي البشري على بطانة تمنع المواد الضارة ، مثل البكتيريا ، من امتصاصها في مجرى الدم. عندما يتضرر هذا الحاجز المخاطي ، تسرب السموم وغيرها من المواد الضارة في الأنسجة الأساسية ، مما يسبب مجموعة متنوعة من المشاكل الصحية. ويعزى ضعف هذا الحاجز إلى مجموعة واسعة من أمراض الأمعاء الالتهابية ، مما يؤدي إلى زيادة نفاذية الجدران.
على الرغم من أن أساليب مثل التنظير يمكن أن تقدم نظرة على صحة الأمعاء ، إلا أن هناك متاعبان رئيسيان مع مثل هذا النهج. أولاً ، هذه الطرق غازية ، ولا تقدم تحليلًا بصريًا كاملًا ، وتتطلب زيارة إلى المستشفى. علاوة على ذلك ، لا يقدمون رؤية في الوقت الفعلي لصحة الأمعاء والمخاطر المصاحبة للأطباء.
ماذا لو كانت الكبسولة اللاسلكية القابلة للابتعاش هل الوظيفة؟ هذا بالضبط ما تطوره الخبراء في جامعة ماريلاند. قام الفريق بإنشاء ما يسمونه كبسولة استشعار التسمم الحيوي المبتذلة لمراقبة صحة الأمعاء الداخلية. يمكن أن يدفعنا جيدًا إلى ما هو أبعد من استشعار الصحة يمكن ارتداؤها.
يرجى تمكين JavaScript لعرض هذا المحتوى
كيف تعمل هذه الكبسولة؟
تأتي الكبسولة مضمنة مع مستشعر مرن وأربعة بروب مطلية بطبقة بوليمر موصلة. تتغير تدابير الجهاز في مستويات المعاوقة ويرسل المعلومات في الوقت الفعلي من خلال اتصال Bluetooth.
يُزعم أن ثاني أكسيد الليثيوم المنجاني على متن الطائرة يقدم ما يصل إلى 29 ساعة من نشاط تحليل الأمعاء في الوقت الفعلي. أما بالنسبة للكبسولة نفسها ، فهي وحدة ثلاثية الأبعاد التي يبلغ قطرها حوالي 14 ملليمتر وطولها حوالي 28 ملليمتر.
للمساعدة في التشخيص السريع ، يقوم الجهاز بإرسال البيانات لاسلكيًا ويتميز بإضاءة LED التي تنشط لإظهار التغييرات في مستويات النفاذية داخل الأمعاء.
خلال اختباراتها مع الفئران ، تمكنت الكبسولة القابلة للتجول من التمييز بنجاح بين أنسجة الجهاز الهضمي السليمة والأضرار. كان قادرًا على اكتشاف الاهتزازات الدقيقة في نفاذية جدار الأمعاء ، وهي علامة على مرض التهاب الأمعاء.
اختراق كبير
يقول الفريق إن مستشعره المبتسم يمكن أن يشعر حتى حالات خفيفة من التهاب الأمعاء الداخلية بحساسية عالية واستقرار. “نحن نتحقق من أن المستشعر يمكنه التمييز بين الأنسجة الصحية والسلبية في Benchtop واتباع التكامل مع جهاز الكبسولة” ، يكتب الفريق.
يركز الخبراء الآن على تحسينات التصميم لبدء الاختبارات السريرية والمضي قدمًا في التجارب البشرية. الهدف الشامل هو تمكين الكشف المبكر عن مرض الأمعاء وفتح الأبواب لعلاج أكثر تخصيصًا بطريقة غير غازية.
“هذا العمل يدل على التقدم الكبير نحو استخدام استشعار القنوات الحيوية غير الغازية كأداة تشخيصية في التكنولوجيا القابلة للابتلاع وتحديد الأمعاء المتسربة” ، كما تقول ورقة البحث المنشورة في Microsystems و nanoengineering مجلة.
والجدير بالذكر أن الناس في جامعة ماريلاند يستكشفون العديد من مشاريع الكبسولة القابلة للتلاعب الأخرى لتحليل الصحة والعافية. وتشمل هذه طريقة بحثية موثقة لتسليم الأدوية المستهدفة ، وطريقة أخرى قائمة على الكبسولة للكشف عن الغاز.