Когда язва приводит к перфорации пищеварительного тракта, хирургическое вмешательство в настоящее время является единственным методом лечения. Однако в недалеком будущем такие отверстия можно будет легко закрыть с помощью устройства, эквивалентного миниатюрной проглатываемой ручке с дистанционным управлением.
В настоящее время в качестве прототипа используется MEDS (магнитная эндолюминальная система осаждения) размером с таблетку, над разработкой которой работают Вивек Субраманьян, Санджай Манохаран и их коллеги из швейцарского научно-исследовательского института EPFL.
Его корпус, похожий на ручку или шприц, заполнен биочернилами, состоящими из геля альгината натрия, полученного из морских водорослей, и живых человеческих желудочных фибробластов. Последние — клетки, образующие соединительную ткань желудка.
Непосредственно за биочернилами расположен подпружиненный поршень, удерживаемый стопором из полимера PLA (полимолочной кислоты). Перед биочернилами, на «дозирующем» конце устройства, находится сопло, представляющее собой покрытый золотом кольцевой магнит из сплава неодима, железа и бора.
MEDS выглядит довольно легко проглотить. EPFL
После того, как пациент проглотил MEDS, магнит на роботизированной руке используется для внешнего направления устройства с магнитом по пищеварительному тракту к месту язвы. Для облегчения этого процесса используется медицинская визуализация.
После того, как насадка MEDS приложена к язве, источник ближнего инфракрасного (БИК) света помещается на кожу снаружи тела, излучая свет через ткань. Тепловая энергия этого света заставляет пробку из полилактида (PLA) расплавиться, освобождая поршень и позволяя ему выдавить биочернила из насадки.
Биочернила не только закрывают отверстие, но и, по мере роста и размножения фибробластов, язва должна фактически зажить. Эта технология уже применялась для лечения искусственных язв на имитированной ткани желудка, а также для введения биочернил в пищеварительный тракт кроликов без язв. Вместо того, чтобы выводиться с фекалиями после использования, устройства MEDS выводились обратно через рот животных.
MEDS вместе с роботизированной рукой, которая используется для его управления. EPFL
«В наших контролируемых лабораторных экспериментах наши биочернила, наполненные клетками, сохраняли свою структурную целостность в течение более 16 дней, что говорит об их потенциале как «микробиореактора», способного высвобождать факторы роста и привлекать новые клетки для заживления ран», — говорит Санджай Манохаран, аспирант в лаборатории Вивека Субраманьяна.
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Advanced Science .
