Trend hari ini mungkin teknologi yang boleh dipakai, tetapi sebuah pasukan penyelidikan di Melbourne, Australia berusaha untuk mencapai kemajuan besar dengan pelbagai yang tidak dapat dikesan. Minggu ini Kourosh Kalantar-zadeh dan rakan-rakannya di RMIT University mengeluarkan kertas dalam Trend Bioteknologi yang menggariskan potensi kapsul elektronik yang dapat dimakan untuk memberikan pengukuran yang tepat terhadap gas usus. Teknologi sedemikian, mereka berpendapat, akan memberikan wawasan yang lebih mendalam, masa nyata ke dalam aktiviti-aktiviti gas di dalam tubuh dan hubungan mereka yang disyaki dengan penyakit-penyakit tertentu.
Kandungan Terkait
- Anda Tidak Tahu Ingin Tahu Tentang Semua Bahan Hidup di Eyeball Anda
Sistem pencernaan kita adalah lebih daripada sekadar organ dalaman di tempat kerja. Kita juga memerlukan mikrobiotik usus, seluruh ekosistem bakterya yang pelbagai yang membantu memecah makanan yang kita makan melalui penapaian. Walaupun beberapa gas usus yang kita pancarkan adalah disebabkan oleh menelan udara, yang lain dicipta apabila bakteria yang berbeza membentuk bahan metabolisme mikrobiotik dalam usus.
Sesetengah kajian menunjukkan bahawa gas tertentu boleh menjadi penanda berguna bagi status kesihatan seseorang. Sebagai contoh, bakteria pengurangan sulfat menghasilkan hidrogen sulfida, yang dikaitkan dengan sindrom usus besar. Sambungan juga telah dibuat antara kehadiran beberapa gas perut dan penyakit usus radang dan kanser kolon. Sekiranya gas-gas ini dapat dikesan dan dipantau dengan tepat, maklumat itu dapat membantu meneliti penyelidikan tentang penyebab penyakit-penyakit ini.
"Kesan usus manusia terhadap penyakit gastrousus menggunakan sebahagian besar perbelanjaan penjagaan kesihatan setiap tahun di seluruh dunia, " kata Kalantar-zadeh, menekankan pendekatan barunya sebagai cara yang kos efektif untuk membantu menguraikan kesan usus pada kesihatan keseluruhan. Profesor Stanford dan ahli mikrobiologi David Relman bersetuju: "Secara umumnya, keupayaan untuk memantau fungsi seluruh komuniti mikrob, atau perkhidmatan ekosistem, dalam usus adalah keperluan kritikal dan boleh menambah banyak pemahaman terhadap operasi mereka."
Hari ini, gas yang dihasilkan oleh mikrobiotik usus boleh diukur dengan menggunakan alat luaran seperti Breathalyzer. Walau bagaimanapun, sebahagian besar data hilang dalam proses itu, kerana gas dapat diserap atau tersebar sebelum subjek mempunyai peluang untuk menghembus nafas. Teknik lain yang melibatkan menganalisis bahan tahi, yang menghadapi cabaran yang sama berikutan keterlambatan masa, bersama-sama dengan kesulitan menghubungkan titik data mengenai kehadiran gas dengan tempat yang tepat di saluran pencernaan, menerangkan Lawrence David, seorang penolong profesor yang mempelajari microbiomes di Duke.
Kalantar-zadeh berhasrat mencari kaedah langsung yang berpotensi menghasilkan pembacaan yang lebih tepat dan komprehensif.
Analisisnya mendarat di dua strategi: sistem penapaian tahi dan kapsul gas yang boleh dimakan. Dalam kaedah pertama, bahan fecal diinkubasi dalam keadaan yang mensimulasikan usus besar. Tinja mengandungi bakteria dari usus, sehingga penapaian itu meniru jenis tindak balas yang berlaku di dalam tubuh. Yang kedua adalah setakat kaedah pensampelan yang paling langsung-membawa makmal bekerja terus ke dalam usus melalui pil elektronik.
"Kedua-dua amalan itu adalah noninvasive dan, berbanding dengan kaedah yang berkaitan, lebih tepat, kerana mereka mengambil sampel gas di mana ia dihasilkan, " kata Kalantar-zadeh.
Satu ilustrasi tentang apa yang kelihatan seperti kapsul pengesan gas elektronik. (Kourosh Kalantar-zadeh) Kapsul pemantauan gas, ramalan oleh Kalantar-zadeh untuk kos kurang daripada $ 10 sekeping, kelihatan seperti tablet yang pesakit boleh menelan. Termasuk dalam setiap kapsul adalah dua komponen penting: sensor yang memantau kehadiran gas usus yang berbeza dan bateri untuk berfungsi sebagai bekalan kuasa. Perkembangan teknologi terkini telah membawa kepada sensor gas yang kurang daripada 10 milimeter. Sensor ini disambungkan kepada mikropemproses dan pemancar wayarles yang menyampaikan data kepada perakam luaran.
Elektronik dibungkus dalam shell kapsul yang tidak dapat dipertahankan dapat menahan kelembapan tinggi usus, tetapi dengan membran gas-telap dekat sensor. Sensor mengalirkan sejumlah besar tenaga kerana ia beroperasi pada suhu yang tinggi, jadi Kalantar-zadeh menganggap bateri ion litium adalah sumber tenaga optimum kerana voltan tinggi dan kapasiti pengisiannya.
Kapsul membina teknologi mikro yang telah ditubuhkan oleh pH, sensor tekanan dan suhu yang tertutup seperti SmartPill dan kamera endoskopik yang pesakit boleh menelan untuk menangkap imej saluran pencernaan. Tempoh masa setiap kapsul gas akan kekal di dalam badan bergantung kepada seberapa cepat saluran pencernaan seseorang beroperasi, dari mana-mana dari satu hingga beberapa hari, kata Kalantar-zadeh. Bersama dengan kolaborator di University of Melbourne, Monash University dan CSIRO, pasukannya sedang menguji prototaip pil pada babi. Mereka bertujuan untuk menerbitkan hasil ini tidak lama lagi dan kemudian berharap untuk mendapatkan persetujuan untuk ujian klinikal dengan manusia.
Gelman dan David sama-sama teruja dengan prospek teknologi ini, bersama-sama dengan kekayaan data yang akhirnya dapat dikumpulkan. Mengumpul maklumat penting adalah langkah seterusnya yang penting untuk mendapatkan pemahaman yang kukuh mengenai gas-gas usus kesan yang ada pada keadaan kesihatan dan rawatan, mereka perhatikan.
"Utiliti klinikal memerlukan lebih banyak data dan wawasan mengenai komponen yang berkaitan dengan dan meramalkan kesihatan ekosistem dan penyakit, " kata Relman.
