Un dispositif ingérable pour enregistrer l'activité électrophysiologique gastrique

Les récents progrès technologiques ont permis le développement de nouveaux dispositifs médicaux de pointe, notamment des robots chirurgicaux, des capteurs capables de surveiller les processus physiologiques et des plateformes VR pour former les médecins. Un objectif de longue date des ingénieurs en technologie médicale est également de créer des dispositifs pouvant être ingérés ou insérés d’une autre manière dans le corps humain pour observer ou suivre l’activité d’organes spécifiques.

Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de la Harvard Medical School ont récemment développé un nouveau dispositif ingérable qui pourrait être utilisé pour enregistrer les signaux électrophysiologiques dans le tractus gastro-intestinal des utilisateurs. Ce dispositif, présenté dans un article publié dans Électronique naturellepourrait aider les médecins à diagnostiquer et à surveiller en toute sécurité la progression des troubles affectant la digestion des aliments et des liquides.

“La capacité d'enregistrer des données électrophysiologiques de haute qualité provenant du tractus gastro-intestinal et du système nerveux entérique est utile pour comprendre divers troubles et améliorer les soins de santé via un diagnostic précoce”, ont écrit Siheng Sean You, Adam Gierlach et leurs collègues dans leur article.

“Cependant, de telles mesures restent difficiles car les électrodes doivent être implantées chirurgicalement ou portées sur la peau, ce qui entraîne un compromis entre la qualité du signal et le caractère invasif. Nous rapportons un dispositif ingérable pour l'électrophysiologie gastrique.”

Le système nerveux entérique (ENS), l'une des trois divisions clés du système nerveux autonome, est composé de millions de neurones et de cellules régulant la sécrétion d'hormones dans le tractus gastro-intestinal. De nombreux troubles du tractus gastro-intestinal, notamment la gastroparésie et la dyspepsie fonctionnelle, sont associés à des dysfonctionnements de la signalisation électrique de ces neurones.

Un suivi fiable de la signalisation électrique des cellules du tractus gastro-intestinal pourrait ainsi aider les médecins à diagnostiquer divers troubles, à mieux comprendre leurs fondements et à concevoir des stratégies de traitement personnalisées. Le dispositif ingérable développé par You, Gierlach et leurs collègues peut enregistrer ces signaux électriques et les envoyer à un récepteur situé à l'extérieur du corps d'un patient.

Le dispositif développé par l’équipe se compose d’un module électronique et de diverses électrodes de mesure flexibles, contenus dans un boîtier imprimé en 3D qui ressemble à une capsule ou à une pilule. Ce boîtier, ainsi que les électrodes, sont tous constitués de matériaux biocompatibles qui devraient pouvoir être introduits en toute sécurité dans le corps humain.

“Le système non invasif, appelé électrophysiologie multimodale via un suivi ingérable, gastrique et sans attache (MiGUT), se compose d'électronique encapsulée et d'un ruban d'électrode de détection qui se déroule dans l'estomac après l'accouchement pour entrer en contact avec la muqueuse”, Vous, Gierlach et leurs collègues ont écrit.

“L'appareil vc enregistre ensuite et transmet sans fil les signaux biopotentiels à un récepteur externe. Nous montrons que l'appareil peut enregistrer des signaux électriques, notamment l'onde lente gastrique, le signal respiratoire et le signal cardiaque, dans un grand modèle animal et peut surveiller l'activité des ondes lentes dans se déplaçant librement et nourrissant les animaux.

Vous, Gierlach et leurs collègues avez jusqu'à présent évalué leur appareil en l'insérant dans des porcs anesthésiés, puis en collectant des mesures lorsque le porc s'est réveillé et a recommencé à bouger.

Leurs résultats étaient très prometteurs, suggérant que le dispositif peut être introduit en toute sécurité à l’intérieur d’un animal vivant et qu’il peut enregistrer des signaux électriques de haute qualité de son environnement gastrique.

Le dispositif pourrait bientôt être évalué plus en détail dans le cadre d’essais supplémentaires sur les animaux et éventuellement dans le cadre d’essais cliniques sur l’homme. À l’avenir, son développement pourrait ouvrir de nouvelles voies pour la recherche et les pratiques médicales, tout en éclairant potentiellement le développement d’autres dispositifs médicaux ingérables.

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