Forskere testede den elektroniske sensor i syv raske mennesker og fandt, at enheden nøjagtigt kunne detektere koncentrationer af brint, kuldioxid og ilt i realtid, da det passerede gennem kroppen, ifølge undersøgelsen, der blev offentliggjort online i går (8. januar) i tidsskriftet Nature Electronics.
Selvom sensorens resultater stadig skal testes i en større gruppe mennesker, inklusive hos personer, der har tarmbetingelser, kunne brug af sensoren en dag føre til færre invasive procedurer, såsom koloskopier, sagde forskerne.
Kapslen er omtrent på størrelse med en stor pille - kun 2 tommer x 0,4 tommer (2,6 centimeter x 1 centimeter). Fra det øjeblik, det sluges til det tidspunkt, hvor det udskilles mellem en og to dage senere, sender kapslen data om tarms gaskoncentrationer hvert 5. minut til en håndholdt enhed uden for kroppen. Denne enhed bruger på sin side Bluetooth til at sende dataene til en smartphone-applikation.
Sensor overraskelse
Ud over videregivelse af realtidsdata om gaskoncentrationer i en persons tarm afslørede kapselforsøget, at den menneskelige mave har et tidligere ukendt beskyttelsessystem. Dette system sparker i gear, hvis fremmede forbindelser forbliver i maven for længe, hvilket udløser maven til at frigive oxiderende kemikalier til at nedbryde og ødelægge dem, fandt forskerne.
"En sådan immunmekanisme er aldrig blevet rapporteret før," siger hovedundersøgelsesforfatter Kourosh Kalantar-zadeh, en professor i School of Engineering ved Royal Melbourne Institute of Technology, Australien, i en erklæring.
Endvidere viste kapslen, at tyktarmen eller tyktarmen kan indeholde ilt, da mennesker på en fiberrig diæt havde høje koncentrationer af ilt i deres kolon. "Dette er i modstrid med den gamle tro på, at tyktarmen altid er iltfri," fortalte Kalantar-zadeh til Live Science.
Dette iltrelaterede fund kan hjælpe forskere med at forstå, hvordan bestemte tilstande, såsom tyktarmskræft, udvikler sig, sagde han.
Hvis den er godkendt, kan kapslen revolutionere måden, hvor læger diagnosticerer tarmsygdomme, og endda hjælpe dem med at vurdere en patients diæt, sagde han. Det skyldes, at hver sygdom sandsynligvis har sin egen underskrift af gaskoncentrationer, så kapseludlæsninger ville give lægerne mulighed for at identificere de problemer, en patient har, sagde han.
Et større forsøg med mere end 300 patienter forventes afsluttet i 2019, bemærkede Kalantar-zadeh. Det er uklart, hvor meget kapslen vil koste, hvis den bringes på markedet, men forskerne "håber at levere den til patienter under $ 200 i den første fase," sagde han.
En bedre åndedrætsprøve
Forskerne lavede den elektroniske sensor, efter at en gastroenterolog (en læge, der er specialiseret i mave-tarmkanalen og leveren) spurgte, om forskerne kunne gøre diagnostiske åndedrætsforsøg mere pålidelige for tarmsituationer, da de fleste åndedrætsforsøg er pålidelige kun 60 procent til 70 procent af tid, sagde Kalantar-zadeh. Sådanne åndedrætsforsøg anvendes til at diagnosticere tilstande såsom tyndtarmsbakteriel overvækst og irritabel tarm-syndrom ved at måle gaskoncentrationer.
Forskerne var imidlertid ikke i stand til at producere en bedre åndedrætsprøve, sagde han. Det skyldes, at mængden og koncentrationen af gasser, der produceres i tarmen, ændrer sig, når de kommer til lungerne, sagde han.
"Så vi begyndte at lave en enhed, vores kapsel, til at måle gasser 'direkte', hvor de genereres i tarmen," sagde Kalantar-zadeh.
Udenom meninger
Kapslen er et "nyt værktøj, der kan hjælpe os med at dechiffrere de komplekse interaktioner mellem værten, tarmbakterier og diæt, der i sidste ende bestemmer vores helbred eller sygdom," sagde Dr. Premysl Bercik, lektor i Institut for Medicin ved McMaster University, i Canada, som ikke var involveret i undersøgelsen.
Det er spændende, at kapslen fandt høje iltværdier i tyktarmen, fortalte Bercik til Live Science, men tilføjede, at "vi skal være forsigtige, når vi fortolker disse resultater ... flere data er nødvendige for at forstå den komplekse kemi, der sker i vores tarm."
I mellemtiden kan denne enhed være fordelagtig hos patienter med irritabelt tarmsyndrom eller tyndtarmsbakteriel overvækst, sagde Dr. Priya Kathpalia, en adjunkt i medicin ved University of California, San Francisco's Division of Gastroenterology. Det skyldes, at kapslen kunne hjælpe patienter med at lære, om de er nødt til at foretage diætændringer eller søge medicinsk behandling, fortalte Kathpalia til Live Science.
