- Der menschliche Verdauungstrakt besitzt eine schützende Auskleidung, die vor schädlichen Substanzen schützt. Wird diese Schutzbarriere geschwächt, können gesundheitliche Probleme auftreten, die mit entzündlichen Darmerkrankungen in Verbindung stehen. Experten der University of Maryland haben eine schluckbare Bioimpedanz-Kapsel entwickelt, um die Darmgesundheit in Echtzeit zu überwachen. Die Kapsel ist mit einem Sensor ausgestattet, der Daten per Bluetooth überträgt und bis zu 29 Stunden Analysen ermöglicht. Der Fortschritt zielt auf die Früherkennung von Darmerkrankungen und nutzt nicht-invasive Sensorik als diagnostisches Instrument.
Der menschliche Verdauungstrakt besitzt eine schützende Auskleidung, die das Eindringen schädlicher Substanzen wie Bakterien in den Blutkreislauf verhindert. Wird diese Schleimhautbarriere jedoch geschädigt, können Toxine und andere gefährliche Materialien in das darunterliegende Gewebe eindringen, was zu einer Vielzahl gesundheitlicher Probleme führen kann. Das Schwächeln dieser Barriere wird häufig mit verschiedenen entzündlichen Darmerkrankungen in Verbindung gebracht, die zu einer erhöhten Durchlässigkeit der Darmwände führen.
Neue Diagnosetechnologien
Obwohl Methoden wie die Endoskopie Einblicke in die Darmgesundheit ermöglichen, sind sie mit erheblichen Herausforderungen verbunden. Zum einen sind diese Verfahren invasiv, bieten keine vollständige visuelle Analyse und erfordern einen Krankenhausaufenthalt. Zudem fehlt ihnen die Möglichkeit, in Echtzeit einen Überblick über die Darmgesundheit zu geben und die damit verbundenen Risiken für Ärzte sichtbar zu machen. Vor diesem Hintergrund haben Experten der University of Maryland einen innovativen Ansatz entwickelt: Sie haben eine schluckbare Bioimpedanz-Kapsel zur Überwachung der Darmgesundheit entwickelt.
Die Kapsel ist mit einem flexiblen, vier-poligen Sensor ausgestattet, der mit einer leitfähigen Polymerbeschichtung versehen ist. Dieser misst Veränderungen der Impedanzniveaus und überträgt die Daten in Echtzeit per Bluetooth. Der integrierte Lithium-Mangan-Dioxid-Akku bietet bis zu 29 Stunden kontinuierliche Analyseaktivität. Bei der Entwicklung nutzte das Team auch die Vorteile des 3D-Drucks, um die Kapsel auf eine Größe von 14 Millimetern Durchmesser und 28 Millimetern Länge zu bringen.
Fortschritte in der Diagnose
Für eine schnelle Diagnose überträgt das Gerät die Daten drahtlos und verfügt über eine LED-Anzeige, die bei Änderungen der Darmdurchlässigkeit aufleuchtet. In Tests mit Mäusen konnte die schluckbare Kapsel erfolgreich zwischen gesundem und geschädigtem Darmgewebe unterscheiden. Sie war in der Lage, feine Schwingungen in der Darmwanddurchlässigkeit zu erkennen, die auf entzündliche Darmerkrankungen hindeuten.
Das Forscherteam ist nun auf Designoptimierungen fokussiert, um klinische Tests voranzutreiben und bald mit Versuchen am Menschen zu beginnen. Das übergeordnete Ziel ist es, die Früherkennung von Darmerkrankungen zu ermöglichen und neue Perspektiven für nicht-invasive Diagnoseverfahren zu eröffnen. Die Arbeit wird als bedeutender Fortschritt in Richtung der Nutzung nicht-invasiver Bioimpedanz-Sensorik als diagnostisches Instrument in schluckbaren Technologien angesehen.
Zusätzlich erforschen die Wissenschaftler der University of Maryland viele andere schluckbare Kapselprojekte zur Gesundheits- und Wellnessanalyse. Diese umfassen dokumentierte Methoden und weitere kapselbasierte Verfahren. Solche Innovationen versprechen, die medizinische Praxis zu revolutionieren und die Patientenerfahrung erheblich zu verbessern.
