Інженери винайшли вібруючу “таблетку”, що обманює шлунок

Нова капсула для перорального прийому активується під час занурення в шлунковий сік і вібрує, створюючи ілюзорне розтягнення шлунка. Розміри пристрою – 31 на 10 міліметрів, він має крихітний мотор і срібно-оксидну батарею.

Фахівці Массачусетського технологічного інституту разом із гастроентерологами з Жіночої лікарні Брігама при Гарвардській медичній школі в США розробили новий перспективний пристрій для позбавлення зайвих кілограмів – вібруючу капсулу, яка під час потрапляння до шлунка модулює рецептори його розтягування і створює ілюзію ситості. Стаття про це опублікована в журналі Science Advances.

Епідемія ожиріння – одна з головних проблем сучасної охорони здоров’я. Від надмірного відкладення жиру в організмі страждають майже 42% дорослого населення Сполучених Штатів Америки.

Оскільки пацієнтам часто занадто складно змінити спосіб життя, а можливості фармакологічної терапії обмежені, необхідні альтернативні методи боротьби із зайвою вагою. Автори нового дослідження запропонували свою розробку – вібруючий біоелектронний стимулятор VIBES розміром 31 на 10 міліметрів з крихітним мотором і батареєю.

Суть у тому, що цей безпечний і простий у використанні пристрій для приймання всередину виконує механічну стимуляцію, спричиняє ілюзорне розтягнення шлунку і допомагає досягти відчуття насичення ще до приймання їжі. Шлунок розтягується під час їжі, впливаючи на нервові закінчення в стінках органу, які посилають сигнали в мозок про те, що людина наситилася.

“VIBES призначений для перорального приймання, підтримання контакту зі слизовою оболонкою шлунка, активації під час занурення в шлунковий сік, вібрації з амплітудою, достатньою для стимуляції внутрішньогангліонарних ламінарних закінчень шлунка протягом заданого періоду часу, і для безпечного проходження через шлунково-кишковий тракт”, – розповіли розробники.

Їхня капсула має желатинову мембрану, яка розчиняється через 4,3 ± 1,2 хвилини після занурення в шлунковий сік, вивільняючи пружний штифт, що замикає ланцюг для активації вібрації. Оскільки проковтування таблетки та її проходження через стравохід зазвичай займають максимум одну хвилину, VIBES гарантовано досягне шлунка до активації. Двигун зі зміщеним валом розміщений у спеціальному корпусі, що забезпечує амплітуду зсуву від двох до чотирьох міліметрів при живленні від срібно-оксидної батареї напругою 1,55 вата і ємністю 80 міліампер-годину.

Дослідники протестували пристрій, занурюючи його в шлунковий сік: VIBES вібрувала в середньому 38,3 ± 1,83 хв. Цей часовий діапазон визнали прийнятним, оскільки прийом їжі зазвичай займає від 20 до 30 хвилин, а первинне перемішування вмісту шлунка відбувається приблизно за годину. Щоб гарантувати, що віброкапсула не має вразливих матеріалів, два таких пристрої занурювали у штучний шлунковий сік (pH 1,2) на 24 години та у штучну кишкову рідину на 10 днів за температури 37 градусів Цельсія. У підсумку не було жодних змін у зовнішньому корпусі капсул і всередині них, VIBES змогли успішно активуватися після інкубаційного періоду.

Ефективність розробки перевіряли на свинях (вага – 50-80 кілограмів, вік – чотири-шість місяців), оскільки анатомія їхнього шлунка аналогічна людській. Тваринам вводили віброкапсули, а потім вимірювали електричну активність частини блукаючого нерва. У результаті виявилося, що вібрації пристрою викликають ефект, що нагадує розширення шлунка повітрям. Через чотири дні VIBES виводилася з організму.

Робота пристрою викликала у свиней зміни рівня гормонів, як і вживання їжі, включно зі зростанням рівня інсуліну та зниженням рівня пептидного гормону греліну, який виробляється “порожнім” шлунком і тонкою кишкою і викликає відчуття голоду. До того ж піддослідні їли приблизно на 40% менше, ніж контрольна група, яка не отримала VIBES, і були менш активні після їжі. Побічних ефектів на кшталт блювоти або діареї дослідники не зафіксували.

Вони планують удосконалити розробку та детальніше вивчити її вплив на організм. Зокрема, поки що не вдалося підтвердити, що віброкапсула допоможе худнути, адже свині, які брали участь у випробуваннях, були молодими і продовжували рости. Ймовірно, наступним етапом стануть тести на собаках, а потім, якщо знайдеться фінансування, через два-три роки можна буде випробувати VIBES на людях.

Клінічний психолог Том Гільдебрандт нагадав, що розробникам доведеться відповісти і на деякі інші питання. Наприклад, як людина відчуватиме вібруючу капсулу всередині себе? Крім того, нервові закінчення стінок шлунка у пацієнтів, які страждають на ожиріння, можуть бути менш чутливими до розтягування. Отже, поки немає гарантій, що вони реагуватимуть на вібростимуляцію так само, як люди без цього стану.