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可吞咽的肠道传感器,用于检测和治疗

一种新的肠道药丸可以从我们的身体内部诊断甚至治疗问题。

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生物传感器胶囊可以检测出血,甚至可以治愈肠道。Lillie Paquette/麻省理工学院

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治疗人类肠道一直很困难——用于测量其健康的工具不精确,而且通常具有高度侵入性。

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例如,在胶囊内镜检查中,医生使用可吞咽的相机拍摄快照,但这些设备不测量化学成分,而化学成分是肠道健康更具启示性的晴雨表。粪便检测在它们可以检测到的方面受到限制,而手术活检具有破坏性。

然而,研究的新方向正在揭示确定肠道健康的潜在更准确和更少侵入性的方法。这些方法可以彻底改变胃肠道疾病(如克罗恩病、结肠癌和肠易激综合征)的早期检测。

几个团队正在研究可吞咽的生物传感器胶囊。与仅仅拍摄图像的相机药丸不同,这些胶囊携带基因工程细菌,这些细菌被编程用于检测肠道中的生物信号,如炎症。数据可以发送到智能手机或其他设备,以实时传递信息。

5 月份发表在《科学》杂志上的一篇论文描述了一种生物传感器胶囊,其长度几乎相当于一节 AAA 电池,该胶囊成功地检测到猪的胃出血。麻省理工学院博士后马克·米米 (Mark Mimee) 说,他计划缩小胶囊的尺寸,以便更容易吞咽。此外,Mimee 正在开发传感器,以测量各种肠道化学信号,以检测癌症和肝病等疾病的存在。人体试验还需要几年时间。

该论文的资深作者、麻省理工学院的生物和电气工程师蒂莫西·鲁 (Timothy Lu) 说,生物传感器也可能用于通过中和毒素或平衡微生物组来治愈肠道。

胃肠病学家知道,肠道气体讲述了肠道健康的故事,但它们也很难测量,并且通常需要侵入性方法。 2018 年,澳大利亚的一个研究小组组织了首次人体试验,使用可吞咽的传感器测量肠道内部的气体产生情况。例如,在 9 月发表在《肠道药理学与治疗学》杂志上的一项研究中,该胶囊在 12 人的肠道中食物发酵期间,实时准确地测量了氢气产生情况。计划进行更大规模的人体试验。

明尼苏达州罗切斯特梅奥诊所的胃肠病学家斯蒂芬妮·汉塞尔 (Stephanie Hansel) 喜欢她在新兴领域中所看到的东西。她经常治疗患有克罗恩病的人,克罗恩病是一种导致消化道发炎的衰弱性疾病。对它的检测包括胶囊内镜检查和结肠镜检查,其中将装有相机的柔性管穿过直肠进入肠道。

“如果一种侵入性更小的测试可以提供相同或更好的信息,那么患者和[医疗]提供者会很高兴,”汉塞尔说。

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