Напечатанные на 3D-принтере таблетки изучают кишечный микробиом

Более 1000 видов бактерий могут обитать в кишечнике. Подавляющее большинство из них полезны. Когда естественный баланс микробиома нарушается, возникает дисбактериоз, вызывающий воспаления, восприимчивость к инфекциям и даже обострение других заболеваний.

Современные методы отбора проб микробиома включают анализ фекальной ДНК и метаболитов, но такой подход дает мало информации о среде выше дистального отдела толстой кишки, где виды бактерий могут значительно различаться.

Разработанная таблетка изготовлена на 3-D принтере с микрофлюидными каналами, способными изучать различные места желудочно-кишечного тракта. Поверхность таблетки покрыта pH-чувствительным слоем, чтобы не впитывать образцы до тех пор, пока она не попадет в тонкий кишечник, где покрытие растворяется. Полупроницаемая мембрана разделяет в таблетке два отдела — один содержит спиральные каналы, поглощающие бактерии, а другой — соли кальция.

Соляная камера помогает создать осмотический поток через мембрану, втягивающий бактерии в спиральные каналы. Небольшой магнит в таблетке позволяет удерживать ее в определенных местах в кишечнике для пространственно нацеленного отбора проб. Флуоресцентный краситель в соляной камере помогает определить местонахождение таблетки после того, как она выходит из желудочно-кишечного тракта.

Фото: Nano Lab, Tufts University