吞下这种类似结肠镜检查的细菌捕捉器可能会揭示你健康的秘密
你的肠道细菌可以透露你的很多信息,比如你为什么会患糖尿病,或者你对某些药物的反应如何。
但科学家只能看到这么多胃肠道研究…的作用肠道细菌在你的健康。从你体内出来的只是这些细菌的一小部分样本,没有说明它们在消化系统中的来源。
普渡大学(Purdue University)的研究人员发明了一种吞咽工具的方法,它的作用类似于结肠镜检查,只不过该技术不是用相机观察结肠,而是采集细菌样本。
这项技术还可以在整个胃肠道中移动,而不仅仅是结肠。这个道,除了结肠,还包括口、食管、胃、胰腺、肝脏、胆囊、小肠和直肠。
从本质上说,这种工具将使进行“肠镜检查”成为可能。YouTube上有一段视频展示了它的工作原理。
“这一切都是为了能够在肠道的任何地方提取细菌样本。这在以前是不可能的,”普渡大学材料工程助理教授拉希姆·拉希米(Rahim Rahimi)说。
这种工具是一种类似药物的胶囊,可以在不需要电池的情况下被动地通过肠道。一种药丸版本的结肠镜已经可以在商业上看到传统结肠镜无法看到的结肠区域,但这两种工具都不能对细菌进行取样。
“如果结肠镜检查或相机药片看到血液,它就不能对该区域进行进一步调查。你可以从一个人的粪便中提取细菌样本,但细菌在整个胃肠道中有很大的差异。我们的方法可以是互补的,”拉希米说。
他估计,细菌取样胶囊也会便宜得多,每个只需要大约一美元。
拉希米的团队正在猪身上测试这种胶囊,猪的胃肠道与人类相似。样机的初步演示发表在RSC的进步英国皇家化学学会出版的期刊。
研究人员用树脂3d打印出了这种胶囊,这种树脂与用于牙科模具和植入物的材料相同。拉希米说,这种材料需要经过轻微的改良,以便人类食用,但在其他方面是无毒的。
当暴露在特定肠道位置的pH值下时,胶囊的生物降解帽就会溶解。在胶囊内部,一种类似于尿不湿的水凝胶会膨胀并收集含有细菌的肠液。当取样完成时,压力关闭胶囊的孔径,有点像活塞。
研究人员在模拟胃肠道肠道菌群的培养溶液中测试了这种原型胶囊。他们还测试了胶囊在不同极端环境下保护样本细菌的能力。到目前为止,他们的实验表明,胶囊可以在一个小时内成功取样肠道中常见的细菌,如大肠杆菌。
在人体内,这种胶囊将继续在胃肠道中与其他粪便物质一起移动。科学家可以从研究参与者的粪便中提取胶囊,拧开胶囊,并研究收集到的细菌。
“这种方法为研究肠道中存在哪种细菌提供了新的机会。这能帮我们弄清楚怎么操作这些细菌来对抗疾病,”拉希米说。
这项技术已经通过普渡研究基金会技术商业化办公室申请了专利。该研究由礼来公司和普渡大学材料工程学院资助。拉希米的团队正在普渡大学探索公园的伯克纳米技术中心进行这项研究。
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