Как датчики дают нам другой способ заглянуть внутрь наших тел

Бактерии, молекулы и химические вещества в наших телах содержат важные сведения о нашем здоровье, и ученые создают датчики, которые могут использовать эту информацию самым простым способом. Это датчики, которые можно проглотить, чтобы предупредить о проблемах с кишечником, имплантировать, чтобы контролировать, как хорошо восстанавливается травма, или просто оставить на зубах, чтобы отслеживать состояние вашего рта.

Датчик кишечника имеет размер колпачка от ручки, и он заполнен бактериями, которые ученые генетически сконструировали для обнаружения соединения в крови, называемого гем, а затем светятся, если присутствует гем. Датчик может накапливать свечение бактерий, а затем передавать приложению для смартфонов.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Science на этой неделе, датчик был проверен только у свиней, но он может быть менее инвазивным способом заглянуть внутрь тела и проверить проблемы желудочно-кишечного тракта и желудка. «Если вам более 50 лет, вы должны пойти к врачу и получить колоноскопию, но что, если вы сможете проглотить таблетку, которая сообщит вам о ранних признаках инфекции?» - говорит соавтор исследования Тимоти Лу.

Это не единственный такой датчик. В прошлом году Управление по контролю за продуктами и лекарствами США утвердило «цифровую таблетку», которая может содержать информацию о том, принимали ли пациенты свои лекарства. Команда MIT также хочет проверить свой датчик на людях, но сначала им нужно сделать несколько улучшений. Он должен быть примерно на треть меньше, и врачи также смогут отслеживать, где именно находится датчик в кишечнике, сообщили исследователи в Stat News.

В исследовании, опубликованном в Nature Electronics на прошлой неделе, ученые разработали имплантируемый датчик, который может помочь в физической терапии. Затем он разлагается, поэтому нет необходимости в другой операции, чтобы вытащить его. Этот датчик изготовлен из каучуковых материалов длиной менее одной трети дюйма, и он разработан специально для травм сухожилий, говорит соавтор исследования Пейдж Фокс, профессор реконструктивной хирургии в Стэнфордском университете.

Травма сухожилия может быть сложной задачей. В сухожилиях не так много кровоснабжения, поэтому они заживают медленно. Серьезная травма сухожилия обычно требует хирургического вмешательства и именно тогда имплантат будет имплантирован. Он измеряет напряжение и давление, и может помочь пациентам с их реабилитационными программами, говорит Фокс. Датчик, который собирает эту информацию и отправляет ее на смартфон, может дать более полезную обратную связь - например, «использовать больше силы» - это ускоряет процесс восстановления.

Опять же, эта технология не была проверена на людях. Для их исследования ученые внедрили датчик в задней части крысы. У крысы не было никаких побочных эффектов, и устройство спокойно разложилось.

Датчики на зубах могут быть доступны раньше, чем датчики, расположенные глубоко в наших телах. Созданные биоинженерами в Университете Тафтса, они выглядят как крошечные золотые наклейки. У них есть три разных слоя, которые работают вместе, чтобы забрать химикаты в слюне. Затем информация отправляется на мобильный телефон. Согласно исследованию, недавно опубликованному в журнале Advanced Materials Technologies, когда ученые проверили его у людей, датчик успешно обнаружил глюкозу, алкоголь и соль.

Хотя это устройство получило много шумихи за свой потенциал, чтобы помочь людям в рационе питания, он недостаточно чувствителен, чтобы определить количество калорий. Команда больше заинтересована в использовании датчика для лечения заболеваний. Слюна содержит большое количество гормонов, которые могут предоставлять информацию о состоянии здоровья в реальном времени или использоваться для диагностики заболеваний от рака полости рта до диабета. Следующая задача - сделать материалы лучше, чтобы датчик мог точно подобрать этот более широкий спектр сигналов.

Все эти исследования ранние, но это означает, что мы на один шаг ближе к использованию технологий, чтобы получать данные из наших тел.