可吞服的胶囊传感器：有利于研究和检查肠道健康！
导读
澳大利亚皇家墨尔本理工大学（RMIT）的科研人员开发出一种可吞服的气敏胶囊。该胶囊的首次人体试验成果有望彻底变革肠道疾病的预防和诊断方法。
背景
在笔者之前介绍的众多前沿创新技术中，医疗电子设备占据着非常重要的地位，例如：植入式的医疗设备、可穿戴的医疗设备等等，还有一种类型的医疗设备也非常引人关注，它就是：可摄取的医疗设备。
这种类型的设备包括：可吞服的内窥镜、胃起搏器、给药器等等。相比于传统的胃镜肠镜等用于消化道检查的医疗设备，它们具有小巧、廉价、微创、便捷等优势。
美国麻省理工学院在可摄取的医疗设备方面的研究特别引人注意。例如：
可吞服的麦克风硅酮胶囊：它可以采集心跳声和肺部声音等音频信息，从而检测心率和胃肠道内的呼吸。
（图片来源: Albert Swiston/麻省理工学院林肯实验室）
由胃酸提供能量新型电池：它可以为小型医疗传感器或给药设备供电，并可在肠道内长时间驻留。
（图片来源：麻省理工学院）
可以被卷起并吞食的柔性传感器：它在被人体摄取之后，可粘附于胃壁和肠壁，测量消化道的节奏性收缩。
（图片来源：麻省理工学院）
微型的折纸机器人：可以从一个可吞咽的胶囊中打开，并通过外部磁场控制，在胃壁上爬动，用于移除误吞服的纽扣电池或者修复伤口。
（图片来源：Melanie Gonick/MIT）
创新
今天，我们再介绍一项在可吞服设备方面具有突破性意义的创新成果。
澳大利亚皇家墨尔本理工大学（RMIT）的科研人员开发出一种可吞服的气敏胶囊。该胶囊的首次人体试验成果有望彻底变革肠道疾病的预防和诊断方法。研究人员通过它揭示出之前从未被观察到的人体机制，可能包括新型免疫系统。
（图片来源：Peter Clarke/RMIT University）
技术
这种可摄取的胶囊（大小如同维生素药丸一般）能够实时检测肠道气体：氢气、二氧化碳、氧气，并将这些数据发送至手机。
（图片来源：参考资料【2】）
研究团队领导人和胶囊的发明者 Kourosh Kalantar-zadeh 教授表示，这项试验表明：人体的胃部使用一种氧化剂与肠道中的外来物体作斗争。
Kalantar-zadeh 说：“我们发现胃部释放出氧化剂物质，分解和打败外来的化学成分，这些成分停留在胃中的时间比平时更长。这代表了一种抵抗外来物体的胃部保护系统。这样的免疫机制之前一直未被报道过。”
这次试验中另外一个前所未有的观察就是：结肠中可能含有氧气。
Kalantar-zadeh 表示：“这项试验显示，在超高纤维膳食后，肠道中会出现高浓度的氧气。它否定了肠道中一直没有氧气的老信条。这条新信息将帮助我们更好地理解衰竭性疾病，例如肠癌的发生。”
7位具有低纤维和高纤维膳食的健康人参与这些试验。研究显示：胶囊准确地显示出食物开始发酵，突出了它们在消化和普通肠道健康方面用于临床检测的潜力。
试验也显示：胶囊为测量胃中的微生物活动，提供了更加有效的途径，这是判断肠道健康的一条重要途径。
Kalantar-zadeh 表示：“之前，我们必需依赖于粪便样本或者手术，取样和分析肠道中的微生物。但是，这意味着测量它们的时候，它们并不能真正反映出肠道微生物活动。而我们的胶囊能够为微生物活动的测量，提供一种非侵入式的方法。”
现在，胶囊已经成功通过人体试验，研究团队正在寻求商业化这项技术。
合作发明者 Kyle Berean 博士表示：“这些试验显示胶囊完全安全，没有滞留。我们的可摄取的传感器为从营养吸收不良到肠癌的许多肠道疾病，提供一种潜在的诊断工具。这是一个好消息，未来许多人将会减少选择使用侵入式操作。我们与 Planet Innovation 和创办了一家称为‘Atmo Biosiences’的公司，并将产品推向市场。这将导致第二阶段的人体试验，并帮助筹集资金，以便将这种安全且具有革命性意义的肠道监测和诊断设备，发放给患者和医学专业人员。”
价值
这项新技术和新发现将改变全球五分之一人口的游戏规则，这些人在他们的有生之年忍受着胃肠道疾病的痛苦。同时，这项新技术也将减少例如肠镜检查之类的侵入性操作的使用。
关键字
参考资料
【1】https://www.rmit.edu.au/news/all-news/2018/jan/swallowable-sensors-reveal-gut-health-mysteries
【2】Kourosh Kalantar-Zadeh, Kyle J. Berean, Nam Ha, Adam F. Chrimes, Kai Xu, Danilla Grando, Jian Zhen Ou, Naresh Pillai, Jos L. Campbell, Robert Brkljača, Kirstin M. Taylor, Rebecca E. Burgell, Chu K. Yao, Stephanie A. Ward, Chris S. McSweeney, Jane G. Muir, Peter R. Gibson. A human pilot trial of ingestible electronic capsules capable of sensing different gases in the gut. Nature Electronics, 2018; 1 (1): 79 DOI: 10.1038/s41928-017-0004-x
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