Вчені створили розбухаючу таблетку з датчиком, щоб помістити її у шлунок на місяць

Інженери з MIT розробили ковтальню таблетку, схожу на желе, яка, досягнувши шлунка, швидко набухає до розміру кульки для пінг-понгу. В таблетку, досить велику, щоб залишатися в шлунку протягом довгого часу, вбудований датчик, який безперервно відстежує температуру шлунка протягом 30 днів. За потреби пристрій можна видалити зі шлунка: для цього пацієнт повинен випити розчин кальцію, який стисне таблетку до початкового розміру, що дозволить їй благополучно вийти з організму. Про цей винахід повідомляється на сайті університету, інформує Ukr.Media.

Таблетка виготовлена з двох типів гідрогелей - суміші полімерів і води - які нагадують за консистенцією на желе. Ця комбінація дозволяє таблеткам швидко набухати в шлунку, не відчуваючи загрози в кислому середовищі. Препарат на основі гідрогелю набагато м'якший і більш довговічний, ніж сучасні сенсори, які можуть залишатися в шлунку тільки протягом кількох днів, або виготовлені з твердих пластмас чи металів, які набагато грубіші, ніж шлунково-кишковий тракт.

Сьогодні, коли вчені намагаються розробити швидко набухаючі гелі, вони зазвичай вдаються до дифузії, дозволяючи воді поступово дифундувати в мережу гідрогелю. Але для роздування до потрібного розміру потрібні години або навіть дні - це більше, ніж час спорожнення шлунка. Натомість дослідники з MIT шукали способи створення пігулки з гідрогелю, яка могла б роздуватися набагато швидше - зі швидкістю, порівнянною зі швидкістю переляканих іглобрюхих риб.

В результаті вчені прийшли до конструкції, яка нагадує невелику, схожу на желе капсулу, зроблену з двох гідрогелевих матеріалів. Внутрішній матеріал містить поліакрилат натрію - частинки зверхадсорбенту, які використовуються, наприклад, в підгузниках - з-за їхньої здатності швидко вбирати рідину і роздуватися.

Дослідники, однак, розуміли, що, якщо зробити таблетку тільки з цих частинок, вона б негайно розпалася і вийшла б з шлунка. Тому вони розробили другий, захисний шар гідрогелю для інкапсуляції швидко набухаючих частинок. Ця зовнішня мембрана зроблена з безлічі наноскопічних кристалічних ланцюжків, кожен з яких складений поверх іншого.

В лабораторії дослідники занурили таблетку в різні розчини води і рідини, схожі за складом зі шлунковим соком, і виявили, що таблетка роздулася в 100 разів порівняно з початковим розміром приблизно за 15 хвилин - набагато швидше, ніж існуючі набухаючі гідрогелі. Щоб перевірити міцність таблетки, дослідники механічно стискали її тисячі разів, при зусиллях, які навіть перевищують ті, які пігулка може зазнати від регулярних скорочень в шлунку.

Нарешті, вони вбудували туди невеликі датчики температури і протестували на свинях, шлунково-кишковий тракт яких дуже схожий на людський. Пізніше команда витягнула датчик температури з екскрементів свиней, а після його вивчення виявила, що датчик здатний точно відслідковувати денну активність тварин до 30 днів.

У майбутньому дослідники припускають, що таблетки можуть безпечно доставляти в шлунок кілька різних датчиків, наприклад, для контролю рівня pH або ознак певних бактерій або вірусів.