"Okos" Kapszula Megkönnyítheti a Mikrobiom Mintavételt

Diavitas Életmód Program logó
2020 szeptember 23. Diavitas Magazin

A mikrobiom kutatásának elengedhetetlen lépése a szakszerű mintavétel. A kutatások a leggyakrabban a székletből kinyerhető baktériumok vizsgálatát célozzák, mivel ez a mintavétel nem invazív eljárás, ugyanakkor ezzel az módszerrel csak a vastagbél baktérium flórája mutatható ki. Az emésztőrendszer más részeiben, például a vékonybélben teljesen más baktériumok élnek, ezért a mikrobióta összetételének pontos megértéséhez elengedhetetlen a célzott mintavétel az emésztőrendszer más szegmenseiből is.

A Purdue egyetem kutatói kifejlesztettek egy okos kapszulát, amely képes az emésztőrendszer bármely részéből mintát venni és azt biztonságosan kijuttatni a szervezetből, hogy az összetételét tesztelni lehessen. Ez nagy előrelépést jelent, mivel az eddig használt vékonybél mintavételi technikák rendkívül kellemetlenek, a beteg számára megterhelőek voltak, de ennek a kapszulának a használatával ez kiküszöbölhető.

A 3D nyomtatással készült kapszula kívülről nagyon hasonlít egy egyszerű zselés kapszulára. A külső burkolat alatt egy dehidratált mintavevő hidrogélt tartalmaz, ami mint egy szivacs, tökéletesen alkalmas folyadékok felszívására. A kapszulának van egy legkülső fedőrétege, ami pH érzékeny és egy adott pH értékű környezetbe kerülve feloldódik. Ha például az orvosok a vékonybélből szeretnének mintát venni, akkor olyan fedőrétegű kapszulát használnak, ami a vékonybélben uralkodó pH értéken oldódik. Így lehetővé válik, hogy a bél folyékony tartalma egy mintavételi nyíláson át bejusson a kapszulába, a mikrobiótát alkotó baktériumokkal együtt felszívódjon a hidrogél által. Ennek eredményeképp a hidrogél térfogata megnövekszik, teljesen kitölti a kapszula űrtartalmát és egy szerves polimer membránt nyom a kapszula mintavételi nyílására, ezzel lezárja a kapszulát folyadék további bejutása előtt. Így a kapszula benntartja a megfelelő helyről vett mintát és a bélrendszer további részeiből folyadék már nem tud beszivárogni, ezzel biztosítva a célzott mintavételt. Amikor a kapszula kijut a bélrendszerből, laborkörülmények között kinyitják a külső burkolatot és a benne lévő hidrogélből kivonják a mintát.

Ez az okos kapszula az árát tekintve is kedvező mintavételi megoldás lehet, mivel ma már a 3D nyomtatás és a hidrogél is aránylag olcsó technológiák közé tartoznak. Emellett az egyszerű design és a kapszula passzív mintavételi és lezárási módszere is lehetővé teszi a költséghatékony előállítást. Becslések szerint egy kapszula ára nagyságrendileg 1 dollár lesz, ha a gyártásuk már nagyüzemben folyik majd.

A múltban már voltak hasonló kapszulák, amik ugyanilyen célt szolgálták, de a legtöbb elektromos úton, vagyis elemmel működött. Az elektromos kapszulák gyártása sokkal költségesebb és nagyobb eséllyel jelentkezik hiba a működésük során. Ezeket a nehézségeket mind kiküszöböli a passzív, hidrogél alapú új modell.

Az okos kapszula jelenleg még kutatási fázisban van, mivel még csak az elsődleges teszteket végezték el rajta, ezért még nem elérhető emberi használatra. A következő lépésekben állatkísérletekben kell tesztelni és csak azután következhetnek az emberi kísérletek. Mindemellett az eddigi eredmények alapján igen ígéretes jövőbeli megoldásnak tűnik célzott mintavételek megvalósítására.

forrás: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/202...