Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

Проглотите электростимулятор

Глотаемую капсулу с электростимулятором испытали в свином желудке

Григорий Копиев, N+1

Инженеры из США, Дании и Швеции создали прототип капсулы для электростимуляции стенки желудка. Она упаковывается в растворимую оболочку и попадает в желудок при глотании. После растворения оболочки капсула внедряет в стенку желудка электроды, а затем может отсоединиться для завершения работы и вывода из организма. Разработчики испытали прототип на свинье и модели человеческого желудка, а также показали, что импульсы устройства можно считывать с помощью подкожных электродов. Статья об устройстве и его тестировании опубликована в Science Advances (Abramson et al., Ingestible transiently anchoring electronics for microstimulation and conductive signaling).

У некоторых людей вследствие разных причин возникает гастропарез или схожие расстройства, при которых снижается активность мышц желудка. Один из способов лечения этих состояний заключается в имплантации небольшого аппарата рядом с желудком, который при помощи электростимуляции заставляет мышцы сокращаться. Как и в случае с другими имплантатами (например, кардиостимуляторами) его установка происходит во время хирургической операции, что всегда сопряжено с некоторым риском.

В последние несколько лет ученые разрабатывают глотаемые устройства в виде капсул, предназначенные для диагностики или лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта. Одно из таких устройств в прошлом году представила группа во главе с Джованни Траверсо (Giovanni Traverso) из Массачусетского технологического института. То устройство было выполнено в виде яйцевидной капсулы с тяжелым стальным основанием, благодаря которому капсула после попадания в желудок ориентировалась вертикально. Внутри капсулы располагалась пружина, срабатывающая через несколько минут после контакта с желудочным соком, и закрепленная на ней игла.

В новой работе группа Траверсо использовала старую конструкцию, но применила ее для новой задачи — ввода стимулирующих электродов в стенку желудка. В новой капсуле, как и в прошлой версии, есть пружина, которая зафиксирована в сжатом состоянии с помощью изомальтита, который обычно применяют как подсластитель или основу для леденцов. После попадания в желудок изомальтит растворяется за несколько минут и пружина расправляется.

capsule.jpg

Схема работы устройства и его конструкция.

При расправлении пружины она толкает вперед два электрода, которые входят в слизистую оболочку, но не доходят до глубоких слоев стенки желудка. Электроды соединены с блоком управления, который присоединен к капсуле при помощи проводов. В блоке есть аккумулятор и микроконтроллер, который управляет импульсами, вызывающими сокращения желудочной мускулатуры. Перед приемом устройства стимулирующая капсула вместе с блоком помещаются в стандартную капсулу для лекарств размера 000 (26,1 миллиметр в длину и 9,9 в диаметре). Через пять минут после попадания в желудок она почти полностью растворяется.

Еще одна особенность разработки заключается в том, что разработчики научились наблюдать за работой устройства, не используя при этом модуль связи. Вместо этого они предложили отслеживать электрические импульсы с помощью подкожных электродов на руке или в другой части тела.

Авторы проверили работу устройства in vivo на свинье и ex vivo в человеческом желудке. Тесты показали, что после попадания в желудок капсулы ориентируются в нем должным образом и через 5-15 минут внедряют электроды в слизистую оболочку. Инженеры подтвердили корректную работу устройства двумя способами: зарегистрировав электрические импульсы через подкожные электроды, а также увидев ритмичные сокращения желудочных мышц с помощью ультразвукового зонда.

Тем не менее, пока устройство нельзя считать готовым к использованию или даже к тестам на живых людях. Например, авторы признают, что не ставили в этой работе задачу по разработке способа отделения капсулы от стенки желудка и безопасного вывода через желудочно-кишечный тракт. Но они отметили, что в следующих версиях это можно решить с помощью актуатора для втягивания электродов обратно в капсулу или материала электродов, который бы растворялся через некоторое время.

Недавно китайские ученые представили другое неинвазивное устройство для лечения расстройств и заболеваний желудка. Они создали эндоскоп с 3D-принтером на конце, который может печатать слоистые «заплатки» на ранах желудочной стенки, используя для этого гидрогели с клетками эпителия и мышц.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

медицина внедрение высоких технологий Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Фильтр для «цитокинового шторма»

Колонки для экстракорпорального очищения крови компании «Эфферон» могут быть востребованы в терапии COVID-19.

читать

Хирург на удаленке

Платформа Proximie соединяет врачей, находящихся в разных точках мира, с помощью звука, видео и дополненной реальности.

читать

Запишитесь на прием к роботу

Он способен измерить уровень сахара в крови и содержание в ней кислорода, узнать ваше давление, температуру и другие важные показатели.

читать

Медицина будущего на пороге

Выращивание органов, генная терапия, редактирование генома, клонирование, генетически модифицированные организмы...

читать

Супермикрохирургия

Нидерландские медики испытали на людях роботизированную систему, способную сшивать капилляры диаметром в доли миллиметра.

читать