طوّر فريق من معهد كاليفورنيا للتقنية (كالتيك) في الولايات المتحدة كبسولة ذكية صغيرة الحجم، قادرة على قياس مجموعة واسعة من المؤشرات الحيوية داخل الجهاز الهضمي لتشخيص الأمراض بدقة.
وأوضح الباحثون أن هذه الكبسولة تتيح، ولأول مرة، إمكانية تحليل المؤشرات الحيوية داخل القناة الهضمية في الوقت الحقيقي، دون الحاجة لإجراءات جراحية أو اختبارات معقدة، ونُشرت النتائج، الجمعة، في دورية «Nature Electronics».
وبات فحص الجهاز الهضمي من الداخل وسيلة واعدة لاكتشاف الكثير من الأمراض في مراحلها المبكرة؛ إذ لا يقتصر دور هذا الجزء من الجسم على الهضم فحسب، بل يساهم أيضاً في تنظيم المناعة، وإنتاج الهرمونات، وحتى التأثير على الحالة النفسية. ويتيح الوصول المباشر إلى الأمعاء وجمع معلومات دقيقة عن المؤشرات الحيوية التي قد تكشف عن التهابات مزمنة، أو تغيّرات مرتبطة بأمراض مثل السكري، والقولون العصبي، أو حتى بعض أنواع السرطان.
وأشار الباحثون إلى أن تقييم صحة الجهاز الهضمي لا يزال يعتمد غالباً على وسائل تقليدية مثل تحليل البراز أو أخذ خزعات نسيجية، وهي طرق إما مؤلمة أو غير دقيقة ولا توفر صورة آنية للنشاط الحيوي داخل الأمعاء.
أما الكبسولة الذكية الجديدة، التي أُطلق عليها اسم «PillTrek»، فتوفر تحليلاً فورياً ومباشراً للبيئة الكيميائية داخل الأمعاء أثناء مرورها في الجهاز الهضمي، مما يُشكّل فرصة كبيرة لتحسين تشخيص ومراقبة الأمراض المزمنة والالتهابية.
وتتميّز الكبسولة بحجمها المدمج؛ إذ يبلغ قطرها 7 ملليمترات وطولها 25 ملليمتراً فقط، ما يجعلها أصغر من الكبسولات ذات الكاميرا التقليدية المستخدمة حالياً في التنظير الداخلي، لكنها تتمتع بقدرة أعلى بكثير على إجراء قياسات كيميائية حيوية دقيقة داخل الأمعاء.
وتستطيع الكبسولة قياس درجة الحموضة ودرجة الحرارة ومستويات الغلوكوز، وكذلك النواقل العصبية مثل السيروتونين داخل القناة الهضمية، وهو ما يُعد إنجازاً فريداً بالنظر لتعقيد البيئة الداخلية للجهاز الهضمي.
ومن أبرز ميزاتها أيضاً إمكانية إعادة تهيئة المستشعرات الدقيقة بداخلها، مما يسمح بتخصيصها بسهولة لقياس مؤشرات حيوية متنوعة حسب الحاجة الطبية. ويعتمد الفريق على تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد لطباعة المستشعرات على رقائق بلاستيكية، ما يُسهّل عملية التصنيع ويخفض التكاليف، ويجعل التوسع في الإنتاج أمراً ممكناً.
ووفق الفريق، تم اختبار الكبسولة بنجاح على نماذج حيوانية، وأظهرت دقة عالية في تتبّع التغيرات في مستويات الغلوكوز والسيروتونين، بالإضافة لقياس درجات الحرارة والحموضة في القناة الهضمية.
وأكد الباحثون أن هذه الكبسولة تمثل منصة استشعار مرنة ومتطورة للغاية؛ إذ يمكنها قياس الأيونات والهرمونات، وربما حتى البروتينات داخل الأمعاء، ما يفتح الباب أمام تطبيقات طبية واسعة في تشخيص ومراقبة حالات معقدة مرتبطة بصحة الجهاز الهضمي، وتعد خطوة مهمة نحو تطوير أجهزة تقدم معلومات طبية دقيقة وموثوقة تساعد المرضى والأطباء في اتخاذ قرارات علاجية أكثر فاعلية.
