腸内環境を監視する3Dプリント製ピル

タフツ大学、腸内細菌を採取し様々な病気治療の機会を創出するのに役立つ3Dプリントピルを開発

米国マサチューセッツ州のタフツ大学(Tufts University)のプロジェクトチームは、消化管を通過する際に腸内細菌をサンプリングする3Dプリントピルを開発。腸内微生物叢をプロファイリングすることで、正確に腸の状態を知ることができる。

健康な一人のヒトの腸内には、100種から3000種類の腸内細菌が生息しており、主に以下のような5つの働きがある(Wikiより)

  • 病原体の侵入を防ぎ排除する
  • 食物繊維を消化し、短鎖脂肪酸を産生する
  • ビタミンB2、ビタミンB6、ビタミンB12、ビタミンK、葉酸、パントテン酸、ビオチンなどのビタミン類の生成をする
  • ドーパミンやセロトニンを合成する
  • 腸内細菌と腸粘膜細胞とで免疫力の約70%を作りだしている

など、腸内細菌の殆どは人を病気などから保護するために役立つが、腸内細菌叢のバランスの変化が、感染症や下痢症などの原因になりうることが分かっており、癌や心臓病、アレルギー、認知症のような病気との関連性も高いことが指摘されているが、従来のヒト糞便DNA抽出法の抽出方法は統一されておらず、その抽出方法の違いが解析結果に大きな影響を与える可能性がある。任意の部位から適切に細菌の採取が可能な3Dプリント製ピルは、病気に対して有益または防御的な効果を持つ細菌研究において重要な役割を果たす可能性を秘めている。

3Dプリント製のピル表面は、pHに対して敏感なコーティングが施されており、胃を通り小腸に至るまでピルがサンプルを吸収するのを防ぎ、腸に達した時点でコーティングが溶解する。ピルの内部は、半透膜で隔てられた2つのチャンバーから構成されており、一方のチャンバーは細菌を取り込むらせん状の構造をしており、他方はカルシウム塩で満たされ、浸透プロセスで細菌をらせん状のチャンネルに引き込むのをサポートする。

さらに、ピル内には小さな磁石が実装されているため、体外から磁石を使用してピルを特定の場所に保持するなど、外部から制御することができる。


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