ניו-טק מגזין | מאי 2021 | המהדורה הדיגיטלית

בעיות בחילוף החומרים ומעקב. כמו כן, יכולים החיישנים לספק מידע על התזונה, תהליכי פירוק המזון במערכת העיכול וחילוף החומרים, על ידי קביעת כמותם של מטבוליטים מסוימים כמו ) או SCFA חומצות שומן קצרות שרשרת ( מינרלים הנצרכים מהמזון (נתרן, אשלגן, סידן). המכשירים הרפואיים הבליעים לא מאבחנים את המחלה באופן ישיר, רק עוזרים לגלות חוסר איזון בהרכב חיידקי מערכת העיכול (הנקרא דיסביוזה כשמדובר במיקרוביום) או חוסרים תזונתיים שעלולים להוביל בטווח הארוך למחלה כרונית. השיטות הקיימות לקביעת כמותם של המטבוליטים מצריכות לא פעם שימוש בציוד גדול ומיוחד כמו מערכת כרומטוגרפיה. קשה מאוד למזער את הציוד הזה, ובכלל אין טעם למזער אותו, מכיוון שהוא משמש בדרך כלל לקביעת כמותו של חומר אחד או לבדיקות אקראיות. גלולות דגימה, אשר לאחר בליעתן לוקחות דגימה ומודדות סמנים ביולוגים באתר הרצוי במערכת העיכול, יכולות להיות חלופה טובה. הם גם יכולות לשמש לביצוע מדידות באתרים שונים לאורך מערכת העיכול. בסיום מעברן במערכת העיכול נאספות הגלולות האלו ומועברות למעבדה לצורך ניתוח הדגימות, כמו הרכב המיקרוביום. פיתוחן של גלולות חכמות למדידה ודגימה הוא אתגר גדול. ראשית, משיקולי נוחות ובטיחות צריכות הגלולות להיות קטנות מאוד. כיום עדיין אין פתרון שמאפשר להכניס את כל סוגי החיישנים הנחוצים למגוון הבדיקות המוצע לתוך מכשיר זעיר כל כך. יתר על כן, במערכת העיכול, ובפרט הקיבה, שוררים תנאים קשים שעלולים לשבש את פעילות החיישן במעברו במערכת העיכול. המעקב אחרי מיקומו של החיישן במערכת העיכול הוא אתגר נוסף ולא פשוט, משום שאין לנו מפה מדויקת של מערכת העיכול של כל מטופל שבה נוכל להשתמש כמו במכשיר ניווט. ובסופו של דבר אנחנו צריכים גם פתרון מתאים ואלגנטי לאיסוף החיישן בסיום הבדיקה. מפתחת את אבני הבניין שבסופו של IMEC דבר ירכיבו את הגלולות החכמות האלו. גלולות חכמות על בסיס טכנולוגיה חכמה

ברמת החיישן, החוקרים רוצים למדוד את התנועות המכניות של המעיים, את הגירוי החשמלי שגורם להתכווצות השרירים ואת תהליכי הפירוק הכימי של המזון (שבהם משתתפים הורמונים ואנזימים). לצורך כך נדרש מערך חיישן הכולל חיישנים אלקטרוכימיים וחישת גלים. יתר על כן, מגבלות הגודל כופות שימוש בסוללות זעירות, ובפרט במכשירים עם מספר חיישנים וגלולות דגימה, שבהן רוב הנפח מוקדש לרכיבים הפונקציונליים. רכיבים עם צריכת אנרגיה נמוכה מאוד הם המפתח להצלחת המכשירים הרפואים הבליעים. דרישה נוספת היא היכולת לעבד חלק מהמידע באמצעות אלגוריתם והתקני עיבוד אותות על גבי המכשיר עצמו, על מנת להקטין את כמות המידע הגולמי שמשודר באופן אלחוטי למכשיר לביש או למכשיר נייד אחר. בכל הנוגע לתקשורת אלחוטית, מפותחים כיום משדרים/מקלטים עם צריכת אנרגיה נמוכה מאוד, במיוחד עבור מכשירים זעירים עם צריכת אנרגיה נמוכה, ובהם מכשירים רפואיים בליעים. כבר פיתחה לא מעט מאבני הבניין IMEC עבור מכשירים רפואיים בליעים והכניסה אותם למכשיר בגודל גלולה. זמן הסוללה ימים, עם מדידת 6 של המכשיר הוא יותר מ־ שניות. 3 ושידור המידע באופן אלחוטי כל איתור והשבה הגלולה החכמה זקוקה לכיסוי מגן על מנת לשרוד את סביבת חומצות הקיבה הקשה ולהגיע לאתר המטרה. הכיסוי הזה צריך להיות נתיק, כדי שאפשר יהיה לשחררו באתר המטרה ולאפשר לגלולה החכמה

מכשירים רפואיים בליעים :1 איור « משמשים לאיסוף נתונים מתוך מערכת העיכול.

למדוד או לדגום. ובסוף מעברן במערכת העיכול צריך לאסוף את גלולות הדגימה ולשלוח אותן לבדיקות מעבדה. אמנם אין צורך רפואי לאסוף גלולות מדידה, מכיוון שהן כבר שידרו את המידע ולכן סיימו את תפקידן, אבל ייתכן שיהיה צורך למחזרן מטעמי בטיחות והגנה על סביבה. אתגר מרכזי נוסף של פיתוח מכשירים רפואיים בליעים הוא איתור מיקום המכשיר עם התקדמותו במערכת העיכול. מערכת העיכול היא צינור ארוך ומפותל, שצורתו והקיפולים שלו שונים אצל כל אחד מאיתנו. מעקב אחרי מיקום המכשיר במערכת העיכול הוא חיוני לקביעת אסטרטגיית טיפול יעילה. לדוגמה: במחלת קרוהן לא מספיק רק

הגלולות החכמות הן אמנם קטנות, אבל עתירות טכנולוגיה. :2 איור «

39 l New-Tech Magazine