马里兰大学(UMD)的研究人员将在美国国立卫生研究院(NIH)R21资助的支持下,继续推进其追踪肠道健康的“智能药丸”。杰出大学教授Reza Ghodssi(电子与计算机工程系/系统研究所/菲舍尔研究所)是首席研究员,Younggeon Jin(动物与禽类科学系)、Justin Stine(MATRIX实验室/工程学院)和Pankaj Pasricha(梅奥诊所)是联合研究员。
该项目始于马里兰大学帕克分校,现扩展至南马里兰的UMD MATRIX实验室。
“这将极大地扩展我们可摄入胶囊的工作研究范围。我们正在采用系统方法,在先前认为可能范围之外提高可摄入传感器的可靠性,”Ghodssi博士表示,“建立可信的测量对于解锁胃肠道下一代自主闭环技术至关重要。我们感谢美国国立卫生研究院对这项改变生命的工作的支持。”
更早、更少侵入性的检测
该药丸将支持患有克罗恩病和溃疡性结肠炎(统称为炎症性肠病,IBD)的患者。IBD会导致胃肠道炎症,但由于炎症也是其他疾病的常见症状,诊断变得复杂。胶囊内镜是一种微创工具,可提供胃肠道图像以简化患者诊断,但不提供健康测量,且仅在症状出现后被动使用。
一种收集特定数据并实现肠道组织早期评估的方法是使用胶囊平台检测生物阻抗,这是一种衡量身体抵抗电流流动能力的指标。发炎的组织更具渗透性,通常含有更多液体,细胞屏障受损,离子运动发生变化。这些因素影响电导率,使生物阻抗成为量化炎症的很有前景的技术。
研究人员在先前工作中已确立了生物阻抗用于炎症评估和监测的潜力,然而,对食管以外生物阻抗的研究仍然有限。部分原因是测量结果在不同部位或不同个体间表现不一致,这使解释更加困难。另一个障碍是传感器接触不一致,掩盖了阻抗与炎症之间的实时相关性。
推进和改进胶囊
NIH R21资助将帮助改进胶囊,加入检测和验证良好传感器接触的机制,以便研究人员识别可靠数据。MATRIX实验室的先进制造实验室(AML @ SMART)设备齐全,可支持这项工作。该实验室将用于开发传感器和胶囊封装,将传感器集成到系统中,并评估胶囊原型。联合研究员Stine博士是该实验室的遥感和微系统主任。
“胃肠道是一个具有挑战性的传感环境;我们采用生物反馈和多模态传感来应对测量变异性。我们期待与团队一起推进这项工作,并实现可行的原型,”Stine博士说。
这一新迭代预计将扩展主动疾病监测和个性化治疗优化的能力,最终改善患者的长期预后。工作包括两个未来目标:在受控环境中构建和验证传感系统,以及在活体生物内测试系统的安全性和实际性能。该胶囊目前正在开发中,尚未向医学界提供。
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