Suolta kuvaava mikrokamera, joka on pienen kapselin sisällä ja kulkee ruoansulatuskanavassa, ei ole mikään uusi keksintö. Sen sijaan se, että kapselit voisivat tehdä muitakin mittauksia ja saisivat sähköä vatsahapoista, on jotain uutta ja kiinnostavaa.

Nykyiset käytössä olevat nieltävät kapselikamerat ja lääkettä vapauttavat älypillerit ovat kuitenkin usein epämukavan suuria ja toisinaan ne jäävät jumiin potilaiden sisälle, joten ne pitää poistaa kirurgisesti.

Siksi Carnegie Mellon -yliopiston materiaalitieteen ja biolääketieteellisen tekniikan professori Christopher Bettinger työryhmineen kehittää uudenlaisia syötäviä elektronisia laitteita ja tapoja saada ne toimimaan pitkään. Kun näitä laitteita voisi tehdä sisällämme luontaisesti hajoavista aineista ja kookkaat akut voisi korvata pienillä virrantuottojärjestelmillä, olisivat kaikki tyytyväisiä: niin potilaat, koska laitteet olisivat pienempiä ja kätevämpiä, kuin lääkäritkin, koska tutkimuksia voisi tehdä helposti, nopeasti ja edullisesti.

Syötävät sensorit voisivat tutkia suoliston bakteereita, paikantaa tulehduksia, ilmaista erilaisia ruoansulatuselimistön toimintahäiriöitä ja vaikkapa mitata lääkkeiden imeytymistä.

Bettingerin työryhmän artikkeli näistä uusista tekniikoista ilmestyi juuri uusimmassa Trends in Biotechnology -julkaisussa.

Piipohjaiset materiaalit lienevät edelleen parhaimpia varsinaisen elektroniikan tekemiseen, mutta osat voitaisiin päällystää geelillä. Siten sensorit olla limamaisia, mukautuvia kappaleita, jotka pystyvät soljumaan ohuidenkin paikkojen läpi.

Sensorit voisivat olla myös sellaisia, että ne sulavat ja siten pienenevät kehon sisällä; esimerkiksi tietoa kehon ulkopuolelle välittävät antennit tai akut voisivat olla orgaanisista, biohajoavista aineista valmistettuja. 

Yleinen ongelma nyt käytössä olevilla kapselikameroilla on virransaanti. Akku tekee laitteesta epämiellyttävän suuren ja keho puolestaan on täynnä vettä, joka haittaa laitteiden lataamista radioaalloilla ulkopuolelta.

Bettingerin tiimi on tehnyt nyt akun, missä katodi on tehty melaniinista ja anodi mangaanioksidista. Melaniini on esimerkiksi hiuksissa olevaa väriainetta ja mangaanioksidi on suolaa. Hapanta akkunestettä ei tarvita, koska akku on avoin ja vatsassa olevat hapot toimivat siten akkunesteenä.

Laboratoriossa testiakut ovat tuottaneet 20 tunnin ajan viiden milliwatin tehon, mikä riittää mainiosti pienille sensoreille.

On helposti kuviteltavissa, että yhdistettynä älykännyköidin ja henkilökohtaisiin terveydentilaa seuraaviin laitteisiin uudenlaiset, edulliset syötävät sensorit voisivat tulla hyvinkin suosituiksi – ja niin hyödyllisiksi, ettemme pian ymmärrä miten ilman niitä tultiin toimeen!

Kuva yllä: IntelliCap on pillerin muotoinen, kooltaan 11 x 26 mm oleva lääkkeenannostelu ja -seurantalaite, jonka sisällä on lääkesäiliön lisäksi pieni pumppu, sitä ohjaava tietokone sekä akku ja heikkotehoinen radiolähetin, jonka kautta se voi olla yhteydessä kehon ulkopuolella olevaan ohjauslaitteeseen. Uusilla materiaaleilla tämäkin voitaisiin tehdä pienemmäksi, turvallisemmaksi ja miellyttävämmäksi niellä.

Otsikkokuvassa on Bettingerin työryhmän biohajoavan elektroniikan tutkimushankkeen tunnus.

Alla on puolestaan video ensimmäisestä ihmiskäyttöön hyväksytystä syötävästä lääketieteellisestä mittalaitteesta. Se on vuodelta 2012 ja sekin voidaan tehdä pian pienemmäksi ja kätevämmäksi.


Juttuja samasta aiheesta

Joidenkin vanhimpien juttujen tekstin näyttämisessä on ongelma. Pyrimme saamaan jutut pikaisesti taas normaaleiksi! Pahoittelut!