Ostrzeżenie!

Wejście do serwisu dla lekarzy i farmaceutów wymaga potwierdzenia oświadczenia widocznego na stronie. Jeśli nie spełniasz wymienionych warunków, kliknij przycisk Pomiń .

Ta strona używa ciasteczek (cookies), dzięki którym nasz serwis może działać lepiej. Dowiedz się więcej Rozumiem

Połknięty czujnik zdiagnozuje krwawienie w żołądku i wyniki prześle do smartfona

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology zbudowali czujnik do połykania wyposażony w genetycznie zmodyfikowane bakterie, które mogą diagnozować krwawienie w żołądku lub inne problemy żołądkowo-jelitowe.

Metoda "bakterii na chipie" łączy czujniki wykonane z żywych komórek z elektroniką o ultra niskiej mocy, która przekształca odpowiedź bakterii w sygnał bezprzewodowy, który można odczytać za pomocą smartfona. 

"Łącząc inżynierskie czujniki biologiczne z elektroniką bezprzewodową małej mocy, możemy wykrywać sygnały biologiczne w ciele i w czasie zbliżonym do rzeczywistego, umożliwiając nowe możliwości diagnostyczne w zakresie zdrowia ludzkiego", tłumaczą naukowcy.

Badanie zostało opublikowane w internetowym wydaniu Science. Naukowcy stworzyli czujniki reagujące na hem, składniki krwi, a ich działanie zaprezentowali na świniach. Zaprojektowali również czujniki, które mogą reagować na cząsteczkę, która jest markerem stanu zapalnego.

Komunikacja bezprzewodowa

W ostatnim dziesięcioleciu biolodzy poczynili znaczne postępy w inżynierii mikrobiologicznej, aby drobnoustroje reagowały na bodźce, takie jak zanieczyszczenia środowiska lub markery chorób. Bakterie można zaprojektować tak, aby wytwarzały takie produkty, jak światło, gdy wykryją docelowy bodziec. Zwykle by to dokonać wymagany jest specjalistyczny sprzęt laboratoryjny do pomiaru takiej odpowiedzi.

Zespół naukowców zdecydował się połączyć bakterie z elektronicznym chipem, który może "tłumaczyć" reakcje bakterii na sygnał bezprzewodowy.

Naukowcy skupili się na krwawieniu w przewodzie pokarmowym. Opracowali probiotyczny szczep E. coli do ekspresji obwodu, który powoduje, że bakterie emitują światło, gdy napotykają na hem.

Umieszczono bakterie w czterech studzienkach na specjalnie zaprojektowanym czujniku, pokrytym półprzepuszczalną membraną, która pozwala drobnym cząsteczkom z otaczającego środowiska na dyfuzję. Pod każdą studzienką znajduje się fototranzystor, który może mierzyć ilość światła wytwarzanego przez komórki bakterii i przekazywać informacje do mikroprocesora, który wysyła sygnał bezprzewodowy do pobliskiego komputera lub smartfona. Naukowcy stworzyli też aplikację na Androida, którą można wykorzystać do analizy danych.

Czujnik, który jest cylindrem o długości około 1,5 cala, wymaga około 13 mikrowatów mocy. Naukowcy wyposażyli czujnik w 2,7-woltową baterię, którą według szacunków mogą zasilać urządzenie przez około 1,5 miesiąca ciągłego użytkowania. Mówi się, że może być zasilany przez ogniwo woltowe utrzymywane przez kwaśne płyny w żołądku, przy użyciu technologii, którą wcześniej opracowali Nadeau i Chandrakasan.

Diagnozowanie choroby

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology przetestowali czujnik połykania u świń i wykazali, że może on trafnie określić czy w żołądku obecna jest jakakolwiek krew. Przewidują, że ten typ czujnika może być jednorazowego lub wielokrotnego użytku, ponadto może pozostać w przewodzie pokarmowym przez kilka dni lub tygodni, wysyłając ciągłe sygnały.

Obecnie, jeśli istnieje podejrzenie krwawienia z przewodu pokarmowego pacjenci muszą poddać się endoskopii w celu zdiagnozowania przyczyny, jednakże badanie to jest nieprzyjemnie i stresujące dla chorego.

"Celem tego czujnika jest umożliwienie obejścia niepotrzebnego zabiegu poprzez samo spożycie kapsułki. W ciągu stosunkowo krótkiego czasu będzie wiadomo krwawienie miało miejsce", tłumaczą naukowcy.

Aby pomóc przenieść technologię dla ludzi, naukowcy planują zmniejszyć rozmiar czujnika i zbadać, jak długo komórki bakterii mogą przeżyć w przewodzie pokarmowym chorego. Mają także nadzieję na opracowanie czujników dla chorób przewodu pokarmowego innych niż krwawienie.

Ponadto naukowcy przystosowali opisane wcześniej czujniki dla dwóch innych cząsteczek, których jeszcze nie przetestowano na zwierzętach. Jeden z czujników wykrywa zawierający siarkę jon zwany tiosiarczanem, który jest powiązany ze stanem zapalnym i może być stosowany do monitorowania pacjentów z chorobą Crohna lub innymi stanami zapalnymi. Drugi wykrywa bakteryjną cząsteczkę sygnałową o nazwie AHL, która może służyć jako marker infekcji żołądkowo-jelitowych, ponieważ różne typy bakterii produkują nieco inne wersje cząsteczki.

 

 

 

Więcej: sciencedaily.com
Fot.: Lillie Paquette/MIT

 

Liczba wyświetleń:

119

Skomentuj

Rząd przyjął w środę projekt nowelizacji ustawy, który zakłada, że zaświadczenie lekarskie, w tym zwolnienia, będą mogli wystawiać asystenci medyczni. Od 1 października 2018 r. asystent medyczny w imieniu lekarza będzie mógł wystawiać e-zwolnienia....
Podlaski System Informacyjny e-Zdrowie choć nowoczesny i użyteczny nie do końca spełnił oczekiwania pacjentów. O wadliwości systemu mówił prezes NIK Krzysztof Kwiatkowski, który uczestniczył w Warszawie w konferencji "Technologie informatyczne w...
Czy w swojej codziennej pracy korzystasz z aplikacji mobilnej Gabinet drWidget? Wystarczy pobrać ją na telefon, aby w wygodny sposób zarządzać swoim czasem pracy oraz sprawnie przeprowadzać wizyty. Od niedawna aplikacja oferuje dwie nowości – sprawdź...
15 listopada 2018, Warszawa Kongres skierowany jest do osób podejmujących się trudnego tematu zarządzania placówkami medycznymi. Spotkanie ma za zadanie m. in. zachęcenie uczestników do refleksji i dyskusji nad rezultatami ich pracy oraz kierunkami...