作者:张梦然 来源:科技日报 发布时间:2022/12/7 13:44:16
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把传感系统吃下肚
“智能药丸”可吞服并监测肠道

 

科技日报北京12月6日电 (记者张梦然)美国加州大学圣地亚哥分校工程学院研究人员开发了一种无电池、药丸状可吞服生物传感系统,旨在对肠道环境进行持续监测。发表在《自然·通讯》杂志上的该技术有望开启人们对肠道代谢物组成的新认识,这对人类的整体健康有重大影响。

这种可吞服的生物燃料驱动传感器就像“智能药丸”,有助于进入小肠,监测葡萄糖水平并产生连续的测量值,这些数据是跟踪整体胃肠道健康的重要组成部分,也是研究营养、诊断和治疗各种疾病、预防肥胖等的主要因素。

在实验中,智能药丸在吞服后14小时内持续监测猪小肠中的葡萄糖水平,每5秒测量一次,持续2—5个小时。目前的智能药丸长2.6厘米,直径0.9厘米。研究人员还计划将其变得更小,以便人类能容易吞咽。

目前,对胃和肠道内的液体采样的方法是进行内窥镜检查,由医生将一根导管插入患者喉咙并进入胃肠道。新技术将超低功耗电路和无线技术与葡萄糖动力燃料电池、尖端电化学传感相结合,使科学家能更好地了解小肠环境的变化在健康和疾病中所起的作用。

与旧方法相比,智能药丸中的生物传感器可获得连续的数据读数。团队将传感器集成到一个电路中,进行能量收集、生物传感和无线遥测。智能药丸是一个平台,还可用于开发研究小肠微生物组的新方法。

智能药丸或带来更简单、更便宜的小肠监测方法,节省大量成本,而且其不使用电池,供电的无毒燃料系统靠肠道中的葡萄糖运行。这种葡萄糖生物燃料电池可在运行期间获取电力,同时测量不断变化的葡萄糖浓度。

到目前为止,小肠数据记录只在猪身上进行过,猪的胃肠道大小与人类相似。在这些实验中取得了有希望的结果后,研究人员计划增加药丸中可用的传感器数量,以监测肠道中更多化学参数。他们还计划进一步小型化传感器和电子电路,以匹配目前智能药丸市场上的产品。

 
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