Разработаны "умные таблетки", способные определить, когда они были проглочены

Инженеры Массачусетского технологического института создали инновационные таблетки, которые могут фиксировать момент их проглатывания, предлагая возможное решение одной из давних проблем здравоохранения. Разработка направлена на то, чтобы помочь пациентам строго придерживаться режима приема жизненно необходимых препаратов.

Технологию можно интегрировать в обычные лекарственные капсулы. Внутри них размещается биоразлагаемая радиочастотная антенна, которая после попадания таблетки в организм отправляет сигнал, подтверждающий ее прием. Основная часть электронных элементов затем безопасно растворяется в желудке, а крошечный радиочастотный чип проходит через пищеварительную систему и выводится естественным путем. По словам исследователей, такая система особенно полезна для людей, которым требуется длительная и регулярная медикаментозная терапия. В их числе – пациенты после пересадки органов, постоянно принимающие иммунодепрессанты, а также люди, проходящие лечение от хронических инфекций, таких как ВИЧ или туберкулез.

Несоблюдение врачебных назначений по-прежнему остается серьезной и распространенной проблемой: каждый год это приводит к сотням тысяч смертей, которых можно было избежать, а также увеличивает расходы системы здравоохранения на миллиарды долларов. В поисках решения этой задачи лаборатория ранее разрабатывала капсулы для доставки лекарств, способные находиться в желудочно-кишечном тракте в течение нескольких дней или даже недель и высвобождать препараты по заранее заданному расписанию. Хотя такие технологии оказываются эффективными в ряде случаев, они подходят не для всех видов медикаментов.

В новом исследовании ученые выбрали иной подход – подтверждение факта приема таблетки без изменения механизма доставки самого лекарства. Используя радиочастотный сигнал, который можно зафиксировать вне тела и который считается безопасным для человека, они создали капсулу, передающую информацию вскоре после проглатывания. Ранее подобные радиочастотные системы изготавливались из материалов, плохо разлагающихся в организме, из-за чего устройство должно было полностью проходить через пищеварительную систему, что повышало риск осложнений. Чтобы минимизировать вероятность закупорки желудочно-кишечного тракта, команда MIT разработала биоразлагаемую конструкцию, в которой большая часть компонентов безопасно растворяется.

Антенна, передающая радиочастотный сигнал, выполнена из цинка и помещена в оболочку из целлюлозы. Эти материалы были выбраны благодаря их высокой степени безопасности и широкому применению в медицине. Антенна из цинка и целлюлозы свернута в миниатюрную конструкцию и помещена в капсулу вместе с лекарством. Сама капсула имеет желатиновую оболочку с покрытием из целлюлозы и молибдена или вольфрама, которое блокирует передачу сигнала до момента проглатывания.

После попадания в организм оболочка растворяется, одновременно высвобождая препарат и антенну. Антенна улавливает сигнал от внешнего устройства и с помощью крошечного радиочастотного чипа передаёт подтверждение того, что таблетка была принята. Обычно на весь процесс уходит не более десяти минут. Размер радиочастотного чипа составляет около 400 × 400 микрометров. Это стандартный элемент, который не разлагается в организме, но рассчитан на естественное выведение. Все остальные компоненты системы распадаются в желудке примерно за одну неделю.

Эксперименты на животных показали, что радиочастотный сигнал способен проходить из желудка наружу и улавливаться внешним приемником на расстоянии до 60 сантиметров. При адаптации технологии для человека ученые предполагают разработать носимое устройство, которое будет принимать этот сигнал и передавать данные лечащему врачу.