В MIT создали разбухающую таблетку, которая будет контролировать желудок в течение месяца — Naked Science
30 января
6 минут
Редакция
99

В MIT создали разбухающую таблетку, которая будет контролировать желудок в течение месяца

С помощью этого устройства можно будет доставлять в желудок разные датчики — например, для контроля уровня pH, поиска бактерий и вирусов, доставки крошечных камер, а также в качестве более удобной альтернативы диете.

jello-monitor-min

Инженеры из MIT разработали глотательную таблетку, похожую на желе, которая, достигнув желудка, быстро набухает до размера шарика для пинг-понга. В таблетку, достаточно большую, чтобы оставаться в желудке в течение долгого времени, встроен датчик, который непрерывно отслеживает температуру желудка на протяжении 30 дней. При необходимости устройство можно удалить из желудка: для этого пациент должен выпить раствор кальция, который сожмет таблетку до первоначального размера, что позволит ей благополучно выйти из организма. Об этом изобретении сообщается на сайте университета.

 

Таблетка изготовлена из двух типов гидрогелей — смеси полимеров и воды, — которые напоминают по консистенции желе. Эта комбинация позволяет таблеткам быстро набухать в желудке, не испытывая угрозы в кислой среде. Препарат на основе гидрогеля гораздо мягче и более долговечен, чем современные питаемые сенсоры, которые могут либо оставаться в желудке только в течение нескольких дней, либо изготовлены из твердых пластмасс или металлов, которые гораздо грубее, чем желудочно-кишечный тракт.

 

Сегодня, когда ученые пытаются разработать быстро набухающие гели, они обычно прибегают к диффузии, позволяя воде постепенно диффундировать в сеть гидрогеля. Но для раздувания до нужного размера требуются часы или даже дни — это больше, чем время опорожнения желудка. Вместо этого исследователи из MIT искали способы создания пилюли из гидрогеля, которая могла бы раздуваться гораздо быстрее — со скоростью, сравнимой со скоростью испуганных иглобрюхих рыб.

 

© Massachusetts Institute of Technology 

 

В результате ученые пришли к конструкции, которая напоминает небольшую, похожую на желе капсулу, сделанную из двух гидрогелевых материалов. Внутренний материал содержит полиакрилат натрия — частицы сверхадсорбента, которые используются, например, в подгузниках — из-за их способности быстро впитывать жидкость и раздуваться. 

 

Исследователи, однако, понимали, что, если сделать таблетку только из этих частиц, она бы немедленно распалась и вышла бы из желудка. Поэтому они разработали второй, защитный слой гидрогеля для инкапсуляции быстро набухающих частиц. Эта наружная мембрана сделана из множества наноскопических кристаллических цепочек, каждая из которых сложена поверх другой.

 

В лаборатории исследователи окунули таблетку в различные растворы воды и жидкости, схожие по составу с желудочным соком, и обнаружили, что таблетка раздулась в 100 раз по сравнению с первоначальным размером примерно за 15 минут — намного быстрее, чем существующие набухающие гидрогели. Чтобы проверить прочность таблетки, исследователи механически сжимали ее тысячи раз, при усилиях, даже превышающих те, которые пилюля может испытать от регулярных сокращений в желудке.

 

Наконец, они встроили туда небольшие датчики температуры и протестировали на свиньях, желудочно-кишечный тракт которых очень похож на человеческий. Позже команда извлекла датчик температуры из экскрементов свиней, а после его изучения обнаружила, что датчик способен точно отслеживать дневную активность животных до 30 дней.

 

В будущем исследователи предполагают, что таблетки могут безопасно доставлять в желудок несколько различных датчиков — например, для контроля уровня pH или признаков определенных бактерий или вирусов.

СФУ
137 статей
Сибирский федеральный университет (СФУ) – крупнейший университет восточной части России. Состоит из 21 профильного института и 3 филиалов. Выполняет широкий спектр уникальных научных исследований в области биотехнологий, новых материалов, металлургии и горного дела, нанотехнологий, архитектуры и дизайна, космических и информационных технологий, математики, геномики, медицины и по многим другим направлениям. В университете действуют ведущие научные школы РФ, поддержанные грантами Президента РФ: «Дендроклиматический и дендроэкологический мониторинг лесов Северной Евразии» (руководитель – академик РАН Евгений Ваганов), «Экологическая биофизика» (руководитель – академик Иосиф Гительзон). А также научная школа профессора Августа Циха «Интегральные методы в комплексном анализе и алгебраической геометрии» и научная школа профессора Георгия Шайдурова «Радионавигационные и радиолокационные системы и устройства».
16:08
5 минут
Полина Гершберг

Подавление метаболизма глутамина истощает клетки опухолей и улучшает иммунный ответ.

10 ноября
17 минут
Редакция

Кто-то еще со школы записался в технари: «были хорошие оценки по математике», другие безнадежно махнули на себя рукой: «гуманитарий». Да только не все так просто – чистых гуманитариев и технарей в природе очень мало: всего 1­­–2%, тем более что определиться с этим не так легко, как кажется. Не говоря уже о том, что есть другие категории, например естественники.

Вчера, 13:43
1 минута
Илья Ведмеденко

Разработанный компанией Otto Aviation самолет Celera 500L, по некоторым данным, совершил первый полет.

9 ноября
4 9 минут
Александр Березин

На Западе набирает обороты очередная инициатива по массовой посадке деревьев — TeamTrees. К ней присоединился даже Илон Маск, сменив свое имя в твиттере на Трилон Маск. Считается, что массовые посадки помогут в борьбе с глобальным потеплением. Как мы покажем ниже, на самом деле, все может быть ровно наоборот.

5 ноября
19 минут
Александр Березин

Новое исследование подтвердило, что зонд «Вояджер-2» вышел из гелиосферы. Однако реальная новость вновь заслоняется выдуманной: часто пишут, будто «Вояджер-2» и «Водяжер-1» покинули Солнечную систему. Разберемся, почему это не так и что плохого в обмане длиной в 30 тысяч лет.

6 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые со всего мира подписались под статьей, которая констатирует «климатическую катастрофу» на основе данных об изменении климата, собранных за 40 лет исследований.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: