Днес тенденцията може да бъде носима технология, но изследователски екип в Мелбърн, Австралия се стреми да постигне значителни постижения с разнообразието, което може да се приема. Тази седмица Kourosh Kalantar-zadeh и неговите колеги от университета RMIT пуснаха книга в Trends in Biotechnology, очертаваща потенциала на приемливи електронни капсули, които да осигурят точни измервания на чревните газове. Подобни технологии, твърдят те, биха предложили по-задълбочен взор в реално време за дейността на газовете вътре в тялото и предполагаемите им връзки с определени заболявания.
Свързано съдържание
- Вие дори не искате да знаете за всички неща, които живеят на вашата очна ябълка
Храносмилателната ни система е нещо повече от вътрешни органи по време на работа. Нуждаем се и от микробиома на червата си, цяла екосистема от разнообразни бактерии, която спомага за разграждането на храната, която ядем чрез ферментация. Въпреки че някои от чревните газове, които отделяме, се дължат на погълнат въздух, други се създават, когато различни бактерии, съставляващи микробиома, метаболизират вещества в червата.
Някои изследвания предполагат, че определени газове могат да бъдат полезни маркери за здравословното състояние на човек. Например, сулфат-редуциращите бактерии произвеждат сероводород, който е свързан със синдрома на раздразненото черво. Правят се и връзки между наличието на някои газове в червата и възпалителни заболявания на червата и рак на дебелото черво. Ако тези газове могат да бъдат точно открити и наблюдавани, информацията може да помогне за по-доброто изследване на причините за тези заболявания.
"Ефектът на човешките черва върху стомашно-чревните заболявания консумира значителна част от разходите за здравеопазване всяка година в световен мащаб", отбелязва Калантар-заде, като подчертава новия си подход като рентабилен начин за подпомагане на дешифрирането на въздействието на червата върху цялостното здраве. Професор и микробиолог от Станфорд Дейвид Релман е съгласен: „Като цяло способността да се наблюдават микробните функции в общността или екосистемните услуги в червата е критична необходимост и би могла да допринесе значително за нашето разбиране за тяхната работа.
Днес газовете, произведени от микробиома на червата, могат да бъдат измерени с помощта на външно устройство, подобно на Breathalyzer. Въпреки това, значителна част от данните се губят в процеса, тъй като газовете се абсорбират или дифундират, преди обектът дори да има шанс да издиша. Друга техника включва анализ на фекални вещества, които са изправени пред подобни предизвикателства, като се има предвид забавянето на времето, заедно с трудността да се свържат точки от данни за присъствието на газ с точните места в храносмилателния тракт, обяснява Лорънс Дейвид, асистент, изучаващ микробиоми при Дюк.
Kalantar-zadeh реши да потърси директен метод, който потенциално би могъл да даде по-прецизни и изчерпателни показания.
Неговият анализ се прицели върху две стратегии: фекална ферментационна система и капсули с прием на газове. При първия метод фекалните вещества се инкубират при условия, симулиращи тези на дебелото черво. Фекалиите съдържат бактерии от червата, така че ферментирането му имитира видовете реакции, протичащи в тялото. Вторият е най-прекият метод за вземане на проби - привеждане на лабораторната работа направо в червата чрез електронно хапче.
„Двете практики са неинвазивни и в сравнение със съответните методи са много по-точни, тъй като те вземат газовите проби там, където са произведени“, казва Калантар-zadeh.
Илюстрация на това как може да изглежда електронна капсула за проследяване на газ. (Kourosh Kalantar-zadeh) Капсулите за мониторинг на газ, прогнозирани от Kalantar-zadeh за цена по-малко от 10 долара за брой, изглеждат като таблетки, които пациентите могат да поглъщат. Във всяка капсула са включени два основни компонента: сензор, който следи за наличието на различни чревни газове и батерия, която да служи като захранване. Последните разработки в технологиите доведоха до газови сензори, дълги по-малко от 10 милиметра. Сензорът е свързан към микропроцесор и безжичен предавател, който предава данните към външен рекордер.
Електрониката е затворена в непромокаема капсулна обвивка, способна да издържа на високата влажност на червата, но с газопропусклива мембрана близо до сензора. Сензорите източват големи количества енергия, тъй като работят при високи температури, затова Kalantar-zadeh смята, че литиево-йонните батерии са оптималният източник на енергия поради високото им напрежение и зарядна способност.
Капсулите се изграждат по микротехнологията, която е установена от приемливи сензори за рН, налягане и температура като SmartPill и ендоскопски камери, които пациентите могат да преглъщат, за да заснемат изображения на храносмилателния тракт. Продължителността на времето, когато всяка газова капсула би останала вътре в тялото, зависи от това колко бързо оперира храносмилателният тракт на човек, вариращ от един до няколко дни, казва Kalantar-zadeh. Заедно със сътрудници в университета в Мелбърн, университета в Монаш и CSIRO, неговият екип в момента тества прототипи на хапчета върху прасета. Те имат за цел да публикуват тези резултати скоро и след това се надяват да получат одобрение за клинични изпитвания с хора.
Гелман и Дейвид се вълнуват от перспективата за тази технология, както и от богатството от данни, които биха могли в крайна сметка да съберат. Събирането на критична маса от информация е ключова следваща стъпка към постигането на солидно разбиране на въздействието на чревните газове върху здравето и лечението, отбелязват те.
„Клиничната полезност ще изисква много повече данни и представа за това кои компоненти корелират и прогнозират здравето и болестта на екосистемата“, казва Релман.
