錠剤サイズのセンサーが腸を通過するガスを嗅ぎ取ります

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研究者たちは7人の健康な人々で電子センサーをテストし、この装置が昨日オンラインで発表された研究(1月8日)によると、身体を通過する水素、二酸化炭素、酸素の濃度をリアルタイムで正確に検出できることがわかりましたジャーナルNature Electronics。

センサーの結果は、腸の状態のある個人を含むより大きなグループでテストする必要がありますが、センサーを使用すると、結腸内視鏡検査などの侵襲的手技が少なくなる可能性があると研究者らは述べています。

カプセルは、大きな錠剤のサイズとほぼ同じです-ちょうど1インチx 0.4インチ(2.6センチメートルx 1センチメートル)。飲み込んだ瞬間から1〜2日後に排泄されるまで、カプセルは腸のガス濃度に関するデータを5分ごとに体外のハンドヘルドデバイスに送信します。次に、このデバイスはBluetoothを使用してデータをスマートフォンアプリケーションに送信します。

3D図面(A)は、ガス検知カプセルがどのように設計されているかを示しています。パッケージ化されたガスカプセルとそのレシーバーデバイスの写真(B)。 (画像クレジット:Kalantar-zadeh K. et al。、Nature Electronics、2018)

センサーサプライズ

カプセル試験では、人の腸全体のガス濃度に関するリアルタイムデータを中継するだけでなく、人間の胃にはこれまで知られていなかった保護システムがあることが明らかになりました。研究者らは、異物が長時間胃に留まるとこのシステムが作動し、胃が酸化性化学物質を放出して分解および破壊する原因となることを発見しました。

オーストラリアの王立メルボルン工科大学工学部の教授である主任研究著者のクーロシュ・カランター・ザデー氏は声明で、「そのような免疫機構はこれまでに報告されたことがない」と述べた。

さらに、カプセルは、大腸または大腸が酸素を含んでいる可能性があることを示しました。高繊維食を摂取している人々は、大腸に高濃度の酸素を含んでいたからです。 「これは結腸に常に無酸素であるという古い信念と矛盾している」とKalantar-zadehはLive Scienceに語った。

この酸素関連の発見は、研究者が結腸癌などの特定の状態がどのように発症するかを理解するのに役立つかもしれないと彼は言った。

それが承認されれば、カプセルは医師が腸疾患を診断する方法に革命をもたらし、患者の食事を評価するのを助けることさえできると彼は言った。それは、各疾患にガス濃度の独自の特徴がある可能性が高いためであり、カプセルの読み出しにより、医師は患者が抱えている問題を特定できるようになると彼は言った。

カランタルザデー氏は、300人を超える患者を対象とした大規模試験が2019年に完了する予定であると述べた。カプセルを市場に投入する場合の費用は不明ですが、研究者らは「最初の段階で200ドル未満の患者にカプセルを届けたい」と述べました。

カプセルの寸法(C)。 (D)ガスが膜を透過し、ガスが感知要素に到達することを可能にすることを示す図。 (画像クレジット:Kalantar-zadeh K. et al。、Nature Electronics、2018)

より良い呼気検査

ほとんどの呼気検査の信頼性は60%から70%であるため、消化器専門医(消化管と肝臓を専門とする医師)が消化器検査の診断を腸の状態に対してより信頼できるものにできるかどうかを尋ねた後、科学者は電子センサーを作りました時間、カランターザデは言った。このような呼気検査は、ガス濃度を測定することにより、小腸の細菌の異常増殖や過敏性腸症候群などの状態を診断するために使用されます。

しかし、研究者たちはより良い呼気検査を行うことができなかったと彼は言った。それは、腸で生成されるガスの量と濃度が、肺に到達するまでに変化するためだと彼は言った。

「それで、私たちは、腸内で発生するガスを「直接」測定するための装置、つまりカプセルを作り始めました」とカランター・ザデーは言った。

外部の意見

カプセルは「最終的に私たちの健康や病気を決定する、宿主、腸内細菌、食事の間の複雑な相互作用を解読するのに役立つ新しいツールです」とマクマスター大学の医学部の准教授であるプレミシルバーシック博士は述べた、カナダでは、研究に関与していませんでした。

カプセルが結腸で高い酸素値を検出したことは興味深いことですが、バーシックはライブサイエンスに語りましたが、「これらの結果を解釈するときは注意が必要です…私たちの腸で起こっている複雑な化学を理解するには、さらにデータが必要です」と付け加えました。

一方、このデバイスは過敏性腸症候群または小腸細菌異常増殖の患者に有益である可能性があると、カリフォルニア大学サンフランシスコ消化器科の医学助教授Priya Kathpalia博士は述べた。それは、カプセルが患者が食事の変更をする必要があるか、治療を求める必要があるかどうかを患者が知るのを助けることができるからです、とカスパリアはLive Scienceに語りました。

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