加州理工学院的研究团队开发出一款装载传感器和微型电子元件的无线智能胶囊,能够实时监测胃肠道(GI)运作。这项新技术将为肠道健康监测提供更便捷的解决方案。
这款名为PillTrek的胶囊直径7毫米、长度25毫米(0.275×0.98英寸),采用低成本低功耗元件,可检测电解质、代谢物、血清素多巴胺等激素、血糖、pH值、离子强度和体温等11项生物标志物。这些数据有助于识别代谢综合征(增加心脏病和糖尿病风险)和炎症等疾病。
PillTrek的设计突破了传统胃肠道检查方法的局限性——如内窥镜和CT扫描这类昂贵、侵入性强且无法实时反馈的医疗程序。该微型电化学工作站整合了最新的传感器材料和生物标志物测量技术。团队负责人Wei Gao教授表示,PillTrek被设计成"高度通用的平台",可根据监测需求更换不同的传感器模组。
在活体测试中,该装置成功测量了兔子体内的pH值、温度、血糖和血清素水平。其无线工作系统可在胃肠道内长期运行,持续传输实时数据。论文合著者Azita Emami指出:"可吞服胶囊在慢性病诊断、监测和管理中潜力巨大,但此前设备在传感能力、使用寿命和体积方面存在明显局限。这项研究标志着向临床实用型医疗设备迈进的重要一步。"
研究团队已开发配套移动应用,用于接收和显示胃肠道生物标志物的实时数据。未来计划进一步缩小胶囊体积并降低功耗,以延长其在体内的工作时间。两年前,该校已成功研发追踪无线可吞服设备在肠道内三维位置的系统。
这项突破性技术的相关成果已于上月发表在《自然·电子学》杂志,有望革新肠道健康监测范式。
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