吞下肚的「腸道膠囊」,偵測腸道病變後可將警訊傳送至智慧手機

作者 | 發布日期 2018 年 07 月 08 日 0:00 | 分類 Android , app , 穿戴式裝置 follow us in feedly

科學家嘗試將微小的電子裝置及經過基因改造的細胞置入微小膠囊,希望有一天研發出「腸道膠囊」,直接吞進人體內偵測腸道是否有異常病變。



美國麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)研究團隊最近(2018 年 5 月)在《科學》(Science)期刊發表了最新進展,成功以腸道膠囊偵測出實驗豬隻腸道內的出血現象(註)。但他們研發的膠囊長度超過 2.5 公分,若要使用於人體勢必要進一步縮小體積。但研究團隊相信,他們開發的裝置最終將能用於偵測人體消化道的潰瘍、發炎,甚至癌症。

澳洲皇家墨爾本科技研究所(Royal Melbourne Institute of Technology)的穿戴裝置專家評論指出,MIT 本次研發的膠囊是首次將「活細胞」運用於這類微型偵測裝置的新嘗試。

研究團隊將一種對人體無害的大腸桿菌品系加以基因改造,使其在偵測到血液時會發出光線,而光線會啟動膠囊的電子裝置並將此訊號傳送到智慧手機。

團隊成員 Phillip Nadeau 說:「我們只要將目前使用的 3 個晶片整合成一片,就能將膠囊體積縮小很多了。」另一位成員 Mark Mimee 說:「因為這膠囊是一次性使用裝置,因此我們還要考慮如何使其成為可沖入馬桶的材質。」

過去十年間科學家創造了各種能感知不同刺激,如環境污染物或疾病生物標誌的菌種,這些細菌會以發光等方式反應。然而通常需要實驗室的特殊的儀器才能讀取細菌發出的訊號。為了讓這些「身懷絕技」的菌株能對人類的健康有所貢獻,MIT 研究團隊巧妙將它與微型電子晶片結合,並將細菌發出的訊號轉換為無線傳輸的訊號。

他們將菌株注入半通透性膜封閉的孔洞內,細菌不會散布到周圍環境,但外界的分子能通過此膜與細菌接觸。光感應元件在孔洞下發光,能量測細菌發出光線的強度,並將訊號傳送到微處理晶片。最後微晶片再將訊號以無線傳輸的模式送到附近的電腦或智慧型手機。研究團隊設計了一款 Android 手機的 App,分析來自腸道膠囊發送的訊號。

其實早有許多穿戴式裝置應用於醫療照護,例如心臟相關心電、心音訊號檢測等,但多半是設計來輔助病患使用,因此發展速度不若電子 3C 消費產品快速。由於資訊科技進步,醫療儀器的訊號傳輸開始從類比訊號走向數位訊號,發展潛力無窮,再加上醫療電子產品毛利、附加價值較高,產品週期長(約 10 年),且市場受整體景氣影響較小,因此科技大廠、醫療儀器大廠已紛紛投入醫療電子產品的研發。

註:他們所改造的大腸菌能感測血液中的血紅素。

(圖片來源:MIT News

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