Termometr wielkości jagody, który połykasz jak pigułkę. MIT zmierzy ci gorączkę od środka
Naukowcy z MIT stworzyli kapsułkę o średnicy 6 mm, która mierzy temperaturę ciała z wnętrza jelit i przesyła dane bezprzewodowo. Może wykrywać infekcje, śledzić owulację i ostrzegać przed udarem cieplnym.
Termometr pod pachą może wkrótce trafić do lamusa. Zespół z Massachusetts Institute of Technology opracował kapsułkę wielkości jagody, którą połyka się jak pigułkę — a ona mierzy temperaturę ciała z wnętrza przewodu pokarmowego.
Sześć milimetrów, które robią różnicę
→ Czytaj też: Most z drukarki 3D w 20 godzin. MIT tnie beton o 76% i zmienia budownictwo
Urządzenie nazwano MITS (Miniaturized Ingestible Temperature Sensor). Ma zaledwie 6 milimetrów średnicy i 4 milimetry wysokości — mniej więcej tyle, co niewielka jagoda. Badanie opublikowane w Nature Electronics opisuje czujnik zaprojektowany tak, by w sposób naturalny opuszczał organizm wraz z kałem.
To istotny przełom rozmiarowy. Połykalne kapsułki mierzące temperaturę wewnętrzną już istnieją, ale są wielkości tabletki multiwitaminowej i sięgają nawet 27 milimetrów długości. MITS jest od nich wielokrotnie mniejszy.
Jak działa kapsułka, która nie potrzebuje prądu z gniazdka
→ Czytaj też: Malowana elektronika na skórze. Rekin na dłoni mierzył pracę serca
Sercem systemu jest krzemowy chip o powierzchni zaledwie 1 milimetra kwadratowego. Towarzyszy mu bateria 1,55 wolta o szerokości 4,8 milimetra i maleńka, pięciomilimetrowa antena. Całość zużywa raptem 10 nanowatów — miliony razy mniej niż wiele tradycyjnych urządzeń elektronicznych.
Klucz tkwi w technice zwanej backscatteringiem. Zamiast samodzielnie nadawać sygnał, kapsułka wykorzystuje fale radiowe pochodzące z zewnętrznej anteny i odbija je z powrotem. Dzięki temu zapotrzebowanie na energię spada drastycznie.
Dokładność pomiaru sięga 0,1°C, a czujnik może wysyłać odczyt co sekundę. Obudowę wydrukowano w technologii 3D i pokryto biokompatybilnymi materiałami odpornymi na kwasy żołądkowe — tak, by zminimalizować ryzyko zatkania jelit. W testach laboratoryjnych urządzenie działało nawet po 30 dniach zanurzenia w płynach imitujących soki trawienne.
Świnie połknęły czujnik. Wykrył nawet niedokrwienie
Naukowcy przetestowali kapsułkę na świniach, których fizjologia jest zbliżona do ludzkiej. W jednej z prób czujnik został połknięty, pozostał w żołądku przez trzy dni, kolejny spędził w jelicie cienkim, a piątego dnia został wydalony — działając do samego końca.
W innych eksperymentach termometr wychwycił niewielkie zmiany temperatury związane z narkozą: spadek o około 0,4°C w ciągu 15 minut. Badacze zasymulowali też niedokrwienie jelit, blokując chwilowo przepływ krwi. Czujnik odnotował lokalny spadek o około 0,3°C, dowodząc, że potrafi wcześnie wykryć problemy z krążeniem. Błąd względem klinicznych sond nigdy nie przekroczył dziesiątej części stopnia.
Od gorączki dziecka po misje kosmiczne
Zdaniem Giovanniego Traverso, gastroenterologa z Brigham and Women’s Hospital i współautora badania, technologia ta mogłaby kiedyś zastąpić wiele tradycyjnych termometrów. Wyobrażane zastosowania są liczne: od monitorowania gorączki u dzieci, przez stałą kontrolę pacjentów z obniżoną odpornością, po ocenę płodności kobiet.
Lista jest dłuższa — zapobieganie hipotermii podczas operacji, nadzór fizjologiczny w skrajnych warunkach, takich jak pole walki czy misje kosmiczne. Chip jest na tyle mały, że można go wbudować w cewniki, rurki dotchawicze i inne urządzenia medyczne.
Zespół pracuje już nad wersjami zdolnymi mierzyć także pH, ciśnienie i biomarkery — być może zasilanymi bezpośrednio energią ciała. Zanim jednak kapsułka trafi do kliniki, potrzebne będą szczegółowe badania na ludziach oraz miniaturyzacja zewnętrznej anteny, dziś wciąż zbyt nieporęcznej, by wygodnie nosić ją przy sobie.
