Ученые разработали электронные таблетки, которыми можно управлять без проводов

Исследователи из Массачусетского технологического института , Дрейпера и Бригама разработали капсулу для приема внутрь, которой можно управлять с помощью беспроводной технологии Bluetooth. Капсула, которую можно настроить для доставки лекарств, или для определения условий окружающей среды или того и другого, может находиться в желудке не менее месяца, передавая информацию и реагируя на инструкции со смартфона пользователя.

Капсулы, изготовленные с использованием технологии 3-D печати, могут быть использованы для доставки лекарств для лечения различных заболеваний, особенно в тех случаях, когда лекарства должны приниматься в течение длительного периода времени. Они также могут быть предназначены для выявления инфекций, аллергических реакций или других явлений, а затем для выпуска лекарства в ответ.

Эти устройства могут также использоваться для связи с другими носимыми и имплантируемыми медицинскими устройствами, которые могут объединять информацию для передачи на смартфон пациента или врача.

Беспроводная связь

В течение последних нескольких лет Лангер, Траверсо и их коллеги работали над различными сенсорами для приема внутрь и капсулами для доставки лекарств, которые, по их мнению, будут полезны для долгосрочной доставки лекарств, которые в настоящее время необходимо вводить. Они также могут помочь пациентам соблюдать строгие режимы дозирования, необходимые для пациентов с ВИЧ или малярией.

В своем последнем исследовании ученые решили объединить многие функции, которые они ранее разработали. В 2016 году исследователи разработали капсулу в форме звезды с шестью рукавами, которые складываются, а затем помещаются в гладкую капсулу. После проглатывания капсула растворяется и руки раскрываются, позволяя устройству осесть в желудке. Точно так же новое устройство разворачивается в форме Y после проглатывания. Это позволяет устройству оставаться в желудке в течение месяца, прежде чем оно расколется на более мелкие части и пройдет через пищеварительный тракт.

Один из этих рычагов включает в себя четыре небольших отсека, которые могут быть загружены различными лекарствами. Эти лекарства могут быть упакованы в полимеры, которые позволяют им высвобождаться постепенно в течение нескольких дней. Исследователи также предполагают, что они могли бы спроектировать отделения, которые будут открываться дистанционно с помощью беспроводной связи Bluetooth.

Устройство может также нести датчики, которые контролируют желудочную среду и передают информацию через беспроводной сигнал. В предыдущей работе исследователи разработали датчики, которые могут определять жизненно важные признаки, такие как частота сердечных сокращений и частота дыхания. В этой статье они продемонстрировали, что капсула может использоваться для контроля температуры и передачи этой информации непосредственно на смартфон на расстоянии вытянутой руки.

Чтобы сделать возможным изготовление всех этих сложных элементов, исследователи решили провести трехмерную печать капсул. Этот подход позволил им легко объединить все различные компоненты, которые несут капсулы, и построить капсулу из чередующихся слоев жестких и гибких полимеров, что помогает ей противостоять кислой среде желудка.

Ранний ответ

Исследователи предполагают, что этот тип датчика можно использовать для диагностики ранних признаков заболевания и последующего реагирования с помощью соответствующего лекарства. Например, его можно использовать для мониторинга определенных людей с высоким риском заражения, таких как пациенты, которые получают химиотерапию или иммунодепрессанты. Если инфекция обнаружена, капсула может начать выпуск антибиотиков. Или устройство может быть разработано для выпуска антигистаминных препаратов при обнаружении аллергической реакции.

Текущая версия устройства рассчитана на питание от маленькой батарейки из оксида серебра. Тем не менее, исследователи изучают возможность замены батареи на альтернативные источники питания, такие как желудочная кислота.

Исследователи также работают над разработкой других типов датчиков, которые могут быть встроены в капсулы. В этой статье они проверили датчик температуры на свиньях и оценили, что примерно через два года они смогут начать тестирование глотаемых датчиков на людях. Они основали компанию, которая работает над разработкой технологии для использования человеком.