ldora

MADRID, február 25. (EUROPA PRESS) -

A Massachusettsi Műszaki Intézet (MIT) mérnökei egy kocsonyaszerű, lenyelt tablettát terveztek, amely a gyomorba érve gyorsan megduzzad, mint egy puha, giccses pingponglabda, "elég nagy ahhoz, hogy hosszú ideig idő ".

Ez a felfújható tabletta tartalmaz egy érzékelőt, amely 30 napig figyeli a gyomor hőmérsékletét. Ha a tablettát ki kell dobni a gyomorból, a beteg kalcium-oldatot vehet igénybe, hogy a tablettát eredeti méretére csökkentse, hogy biztonságosan kiléphessen a testből.

Az új tablettát kétféle hidrogél, a polimerek és a víz zselatinszerű keveréke hozza létre. Ez a kombináció lehetővé teszi a tabletta gyors duzzadását a gyomorban, miközben áthatolhatatlan marad a gyomorsavaktól.

"Ez a kialakítás lágyabb, biokompatibilisebb és tartósabb, mint más bevehető szenzorok, amelyek csak 5 napig bírják a gyomrot, vagy erősebb műanyagokkal vagy fémekkel készülnek, amelyek merevebbek, mint a bélrendszer" - jegyzik meg a tanulmány kutatói.

"A cél az, hogy legyen egy kocsonyaszerű okos tabletta, amely egyszer bevéve a gyomorban marad, és körülbelül egy hónapig figyelemmel kíséri a beteg egészségi állapotát" - magyarázta Xuanhe Zhao, az MIT gépészmérnök professzora.

Zhao és munkatársa, Giovanni Traverso, egy tudós, aki 2019-ben csatlakozik az MIT karához, Xinyue Liu, Christoph Steiger és Shaoting Lin szerzőkkel publikálta az eredményeket a "Nature Communications" -ban.

Tabletták, ping-pong és ballon hal

Az új felfújható tabletta tervezőjét a pufferhal mechanizmusainak védelme inspirálta. Rendszerint egyfajta lassú mozgás, de fenyegetés esetén gyorsan felfújja. Ezt nagy mennyiségű víz felszívásával teszi.

Ezt a felfújt testet akarta utánozni Zhao. A csapat különböző módszereket vizsgált egy hidrogél alapú tabletta tervezéséhez, amely érzékelőket juttatna a gyomorba, és ott maradna, hogy hosszú ideig figyelemmel kísérje az életfontosságú jeleket vagy a betegség állapotát.

Elég kicsivé tették a tablettát ahhoz, hogy a nyelőcsövön és a gyomoron átmenjen a pylorus nevű nyíláson. Hogy megakadályozza a gyomorból való kiűzését, a csapatnak sikerült gyorsan megduzzadni, mint egy pingponglabda.

"Jellemzően az ilyen típusú gélek tervezésénél diffúziót alkalmaznak, így a víz diffundál a hidrogélbe" - mondta Liu. "De ahhoz, hogy megduzzadjon, mint egy ping-pong labda, órákra vagy akár napokra van szükség. Ez hosszabb, mint a gyomor kiürülési ideje.".

A kialakítás hasonlít a hidrogél anyagok által készített zselatin kapszulához. A belső anyag nátrium-poliakrilátot, szuperabszorbens részecskéket tartalmaz, amelyeket kereskedelmi termékekben, például pelenkákban használnak, mivel képes gyorsan felszívni a folyadékot és felfújni.

A kutatók azonban rájöttek, hogy ha a tabletta csak ezekből a részecskékből tevődik össze, az azonnal szétesik és apró gyöngyök formájában elhagyja a gyomrot.

A külső membránt egymásra hajtott kristályos és nanoszkópos láncok sokasága hozza létre, szinte áthatolhatatlan mintázatot alkotva. "Ennek a membránnak a lebontásához sok kristálydoménre lenne szükség" - mondta Lin. "Ez teszi ezt a hidrogélt egyszerre erősé és puhává.".

A laboratóriumban a kutatók vízbe és gyomornedv-szerű folyadékok különböző oldataiba mártották a tablettát, és megállapították, hogy a tabletta az eredeti méretének 100-szorosát csak 15 perc alatt felfújja. Miután felfújt, Zhao rámutatott, hogy a tabletta hasonlít a tofu vagy a zselé simaságára, de erősebb.

A tabletta keménységének tesztelésére a kutatók többször is szorongatták, olyan erővel, mint amit a tabletta a gyomor összehúzódásakor tapasztalna.

"A gyomor milliárdnyi mozgást hajt végre az ételeken. És azt tapasztaltuk, hogy amikor egy kis vágást végez a membránban, majd kinyújtja és összenyomja, a vágás nem lesz nagyobb. A kialakításunk nagyon erős" - magyarázta Lin.

A TABLINA LETÖLT

A kutatók azt találták, hogy a tejben találhatónál nagyobb koncentrációjú kalciumion-oldat összezsugoríthatja az amúgy is duzzadt részecskéket. Ez lehetővé teszi a tabletta leeresztését a gyomorban.

Végül Steiger és Traverso kis hőmérsékletérzékelőket ágyazott be tablettákba, amelyeket aztán sertésekben teszteltek, amelyeknek emberhez hasonló gyomor-bélrendszerük van. A csapat a sertések érzékelőiből szerezte be a hőmérsékletet, és idővel ábrázolta a méréseket. Így felfedezték, hogy az érzékelő akár 30 napig is képes volt pontosan nyomon követni az állatok napi aktivitását.

A kutatók elképzelése szerint ez a tabletta szenzorokkal biztonságosan használható a gyomor pH-szintjének és vírusainak monitorozására. Kis tablettákat is be lehet ültetni a pirulába, hogy képeket kapjanak a fekélyek és daganatok menetéről. Zhao rámutatott, hogy a tablettát a gyomor lufi kényelmesebb alternatívájaként is lehet használni.

"A kialakításunkkal nem kell fájdalmas folyamaton átesnie egy merev léggömb beültetéséhez. E tabletták egyikével beveheti a gyomrát és lefogy. Sok lehetőség kínálkozik erre az eszközre" - mondta Zhao.

Ezt a kutatást a Nemzeti Tudományos Alapítvány, a Nemzeti Egészségügyi Intézetek, valamint a Bill és Melinda Gates Alapítvány támogatta.