Несоблюдение режима приема лекарств ежегодно приводит к сотням тысяч предотвратимых смертей по всему миру и обходится системам здравоохранения в миллиарды долларов. Особенно острая эта проблема для пациентов, которые перенесли пересадку органов и нуждаются после нее в постоянном приеме подавляющих иммунитет препаратов, а также для людей, которые проходят длительное лечение от ВИЧ или туберкулеза.
Разработанная инженерами Массачусетского технологического института (MIT) система встраивается непосредственно в обычные таблетки или капсулы с лекарствами и использует биоразлагаемую радиочастотную антенну для передачи сигнала вскоре после проглатывания. После отправки сигнала большинство электронных компонентов безопасно разрушаются в желудке, а крошечный радиочастотный чип проходит через пищеварительный тракт и выводится из организма естественным путем.
«Наша цель заключается в том, чтобы помочь людям получать необходимую терапию для максимального улучшения их здоровья», — говорит Джованни Траверсо, доцент кафедры машиностроения MIT и гастроэнтеролог в женской больнице Бригхэма в Бостоне.
Антенна, которая отвечает за передачу сигнала, изготовлена из цинка и встроена в целлюлозную частицу — инженеры выбрали именно эти материалы, потому что они безопасные, биодеградируемые и при этом совместимы с лекарствами. Антенна компактно сворачивается и помещается внутрь таблетки или капсулы с лекарством. Сама капсула покрыта специальной оболочкой из целлюлозы и молибдена или вольфрама, которая предотвращает передачу сигнала до проглатывания.
После приема покрытие растворяется, высвобождая лекарство и антенну. Антенна принимает сигнал от внешнего считывателя и с помощью миниатюрного радиочастотного чипа размером всего 400 на 400 микрометров отправляет подтверждение о приеме таблетки. Обмен данными обычно происходит в течение десяти минут. Все биоразлагаемые компоненты распадаются в желудке максимум за неделю.
«Компоненты разработаны так, чтобы разрушаться за несколько дней с использованием цинка и целлюлозы — материалов с хорошо изученным профилем безопасности, которые уже широко применяются в медицине», — поясняет соавтор работы, научный сотрудник MIT Мехмет Гирайхан Сай.
В ходе испытаний на животных система успешно передавала сигналы из желудка на внешний приемник, расположенный на расстоянии до 60 сантиметров. Для применения у людей ученые планируют сочетать таблетку с носимым устройством, которое будет передавать данные напрямую медицинской команде, курирующей пациента.
Помимо пациентов после пересадки органов, технология может помочь больным, которым установлены стенты, людям с хроническими инфекциями и нейропсихиатрическими расстройствами, которые затрудняют регулярный прием лекарств. Специалисты уже планируют дальнейшие доклинические эксперименты и собираются в ближайшем будущем начать испытания на людях.
Ранее ученые нашли в обычном кофе соединения, нормализующие сахар крови лучше лекарств.
