مستشعر قابل للبلع ينتشر في المعدة لمراقبة صحة الأمعاء

يمكن لجهاز استشعار قابل للبلع أن ينتشر في المعدة، ويسجل إشارات الجهاز العصبي بطريقة غير جراحية لفك تشفير عملية الهضم لدى الشخص وصحة الأمعاء.

تحتوي الكبسولة بحجم حبة الدواء على مستشعر طويل ورفيع يتوسع ليتوافق مع جدار المعدة الداخلي. وفي تجربة على الخنازير، قام الجهاز بقياس النشاط الكهربائي لخلايا المعدة بدقة، والتي تتحكم في تقلصات العضلات الملساء لهضم الطعام. في نهاية المطاف، يمكن أن يساعد هذا الجهاز في تشخيص اضطرابات الجهاز الهضمي مثل خزل المعدة، أو شلل المعدة، وعسر الهضم المزمن.

يقول جيوفاني ترافيرسو من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: «لدينا أدوات جيدة جدًا لقياس قلوبنا، لكننا لا نملك أدوات عظيمة لقياس الجهاز الهضمي». ويقارن الابتكار بمخطط كهربية القلب، الذي يتتبع النشاط الكهربائي للقلب.

لا يوجد ما يعادل مخطط كهربية القلب للأمعاء، لذلك يجب على الأطباء زرع أقطاب كهربائية عن طريق الجراحة أو إدخال أقطاب كهربائية بالتنظير من خلال فتحة جسم المريض المخدر، كما يقول آدم جيرلاخ، وهو أيضًا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجزء من فريق البحث.

قام ترافيرسو وزملاؤه بتطوير جهاز “MiGUT” القابل للهضم لمراقبة الجهاز العصبي للأمعاء، والذي يتكون من مئات الملايين من الخلايا العصبية، دون جراحة. يحتوي المستشعر الذي يشبه الشريط، والذي يبلغ طوله 25 سم، على خط من الأقطاب الكهربائية الذهبية ويوجد داخل كبسولة راتنجية مطبوعة ثلاثية الأبعاد. يغطي الشريط القابل للذوبان في الماء فتحة في الكبسولة. عندما يتلامس الشريط مع سائل المعدة، فإنه يذوب وينتشر المستشعر.

يقول جيرلاخ: “أحب دائمًا أن أفكر في كيفية قيام أمازون بشحنها لك في نفس اليوم – هذه الحبة التي تتناولها – دون الحاجة حتى إلى الحضور إلى المستشفى”.

حبوب منع الحمل MiGUT ليست في هذه المرحلة بعد. وقام الباحثون بتخدير الخنازير الحية لإدخال جهاز MiGUT بالمنظار لتحديد موضعه بدقة في المعدة. أظهر هذا الاختبار الأولي أن الكبسولة والشريط غير المطوي يمكن أن يمرا عبر الجهاز الهضمي للخنازير دون التسبب في أي انسداد.

وقام الفريق أيضًا بتثبيت الجهاز على جدار معدة الخنزير لعدة أيام. هناك، نجح MiGUT في مراقبة النشاط الكهربائي للمعدة أثناء فترات النوم والاستيقاظ، إلى جانب أوقات الوجبات.

وفي نهاية المطاف، يمكن للجهاز المستقبلي أن يوفر علاجات لأمراض الأمعاء من خلال التحفيز الكهربائي عبر أقطاب كهربائية إضافية مدمجة في المستشعر، كما يقول ترافيرسو. تلقى فريقه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مؤخرًا أكثر من 65 مليون دولار من تمويل الحكومة الأمريكية لتطوير علاجات طبية يتم تقديمها عن طريق الأجهزة القابلة للهضم.

يقول بوزي تيان من جامعة شيكاغو إن إمكانات هذا الجهاز متعدد الاستخدامات “تمثل خطوة كبيرة إلى الأمام في تشخيص وعلاج اضطرابات الجهاز الهضمي”.

وتشير الورقة البحثية إلى أنه يمكن أن يساعد يومًا ما في دراسة الاضطرابات التنكسية العصبية مثل مرض باركنسون. يمكن أن تظهر التغيرات في وظيفة الأمعاء لمدة تصل إلى حوالي 10 سنوات قبل ظهور الأعراض الأخرى.