ศึกษาเกี่ยวกับฮอร์โมน

ตอนนี้วิศวกรของ MIT ได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถกระตุ้นเซลล์ต่อมไร้ท่อเหล่านี้ให้ผลิตเกรลินได้ โดยใช้แคปซูลที่กินเข้าไปได้ซึ่งส่งกระแสไฟฟ้าไปยังเซลล์ วิธีนี้สามารถพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์ในการรักษาโรคที่เกี่ยวข้องกับอาการคลื่นไส้หรือเบื่ออาหาร เช่น cachexia (การสูญเสียมวลกายที่อาจเกิดขึ้นในผู้ป่วยมะเร็งหรือโรคเรื้อรังอื่นๆ) ในการทดสอบในสัตว์ นักวิจัยพบว่าแคปซูล "electroceutical" นี้สามารถเพิ่มการผลิตเกรลินในกระเพาะอาหารได้อย่างมีนัยสำคัญ พวกเขาเชื่อว่าวิธีการนี้สามารถนำไปปรับใช้เพื่อส่งการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าไปยังส่วนอื่น ๆ ของระบบทางเดินอาหาร Giovanni Traverso, รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลของ MIT, แพทย์ระบบทางเดินอาหารที่โรงพยาบาล Brigham and Women's Hospital และผู้เขียนอาวุโสของ the Brigham and Women's Hospital กล่าวว่า "การศึกษานี้ช่วยสร้างการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าโดยสารไฟฟ้าที่กินเข้าไปได้ ซึ่งเป็นวิธีการกระตุ้นการปลดปล่อยฮอร์โมนผ่านทางระบบทางเดินอาหาร ศึกษา. "เราแสดงตัวอย่างหนึ่งของวิธีที่เราสามารถมีส่วนร่วมกับเยื่อบุกระเพาะอาหารและปล่อย ฮอร์โมน และเราคาดว่าสิ่งนี้อาจนำไปใช้กับไซต์อื่นๆ ในระบบทางเดินอาหารที่เรายังไม่ได้สำรวจที่นี่" Khalil Ramadi SM '16, PhD '19, จบการศึกษาจากภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลและ Harvard-MIT Program in Health Sciences and Technology ซึ่งปัจจุบันเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวภาพที่ NYU Tandon School of Engineering และผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการ สำหรับ Advanced Neuroengineering and Translational Medicine ที่ NYU Abu Dhabi และ James McRae นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา จากMIT เป็นผู้เขียนหลักของบทความ ซึ่งปรากฏในScience Robotics ในปัจจุบัน การกระตุ้นด้วยไฟฟ้า ระบบประสาทของลำไส้ควบคุมทุกด้านของการย่อยอาหาร รวมถึงการเคลื่อนที่ของอาหารผ่านระบบทางเดินอาหาร ผู้ป่วยบางรายที่เป็นโรคกระเพาะ ซึ่งเป็นความผิดปกติของเส้นประสาทในกระเพาะอาหารที่ทำให้อาหารเคลื่อนไหวช้ามาก มีอาการดีขึ้นหลังจากการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าที่สร้างโดยอุปกรณ์คล้ายเครื่องกระตุ้นหัวใจที่สามารถฝังในกระเพาะอาหารได้ แพทย์ได้ตั้งทฤษฎีว่าการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าจะกระตุ้นกระเพาะอาหารให้หดตัวซึ่งจะช่วยดันอาหาร อย่างไรก็ตาม ภายหลังพบว่าแม้การรักษาจะช่วยให้ผู้ป่วยรู้สึกดีขึ้น แต่ก็ส่งผลต่อการเคลื่อนไหวในระดับที่น้อยกว่า ทีมงานของ MIT ตั้งสมมติฐานว่าการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าของกระเพาะอาหารอาจนำไปสู่การปลดปล่อย ghrelin ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าส่งเสริมความหิวและลดความรู้สึกคลื่นไส้ เพื่อทดสอบสมมติฐานดังกล่าว นักวิจัยได้ใช้หัววัดไฟฟ้าเพื่อกระตุ้นไฟฟ้าในกระเพาะอาหารของสัตว์ พวกเขาพบว่าหลังจากกระตุ้น 20 นาที ระดับเกรลินในกระแสเลือดจะสูงขึ้นอย่างมาก พวกเขายังพบว่าการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าไม่ได้ทำให้เกิดการอักเสบหรือผลเสียอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ เมื่อพวกเขาพบว่าการกระตุ้นด้วยไฟฟ้ากระตุ้นให้เกิดการปลดปล่อย ghrelin นักวิจัยก็ออกเดินทางเพื่อดูว่าพวกเขาสามารถบรรลุสิ่งเดียวกันได้หรือไม่โดยใช้อุปกรณ์ที่สามารถกลืนเข้าไปและอยู่ในกระเพาะอาหารได้ชั่วคราว หนึ่งในความท้าทายหลักในการออกแบบอุปกรณ์ดังกล่าวคือการทำให้ขั้วไฟฟ้าบนแคปซูลสัมผัสกับเนื้อเยื่อกระเพาะอาหารซึ่งเคลือบด้วยของเหลวได้ เพื่อสร้างพื้นผิวที่แห้งขึ้นซึ่งอิเล็กโทรดสามารถโต้ตอบได้ นักวิจัยได้ให้แคปซูลมีพื้นผิวเป็นร่องเพื่อดูดของเหลวออกจากอิเล็กโทรด พื้นผิวที่พวกเขาออกแบบได้รับแรงบันดาลใจจากผิวหนังของกิ้งก่าปีศาจหนามของออสเตรเลีย ซึ่งใช้เกล็ดเป็นสันในการเก็บน้ำ เมื่อจิ้งจกสัมผัสกับน้ำด้วยส่วนใดส่วนหนึ่งของผิวหนัง น้ำจะถูกส่งผ่านเส้นเลือดฝอยตามช่องทางไปยังปากของกิ้งก่า McRae กล่าวว่า "เราได้รับแรงบันดาลใจจากการรวมพื้นผิวพื้นผิวและลวดลายเข้ากับด้านนอกของแคปซูลนี้ "พื้นผิวดังกล่าวสามารถจัดการของเหลวที่อาจป้องกันไม่ให้ขั้วไฟฟ้าสัมผัสกับเนื้อเยื่อในกระเพาะอาหาร ดังนั้นจึงสามารถกระตุ้นไฟฟ้าได้อย่างน่าเชื่อถือ" พื้นผิวของแคปซูลประกอบด้วยร่องที่มีการเคลือบที่ชอบน้ำ ร่องเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นช่องที่ดึงของเหลวออกจากเนื้อเยื่อกระเพาะอาหาร ภายในอุปกรณ์คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านอิเล็กโทรดบนพื้นผิวของแคปซูล ในต้นแบบที่ใช้ในการศึกษานี้ กระแสไฟจะทำงานอย่างต่อเนื่อง แต่เวอร์ชันในอนาคตสามารถออกแบบให้สามารถเปิดและปิดกระแสไฟฟ้าแบบไร้สายได้ ตามที่นักวิจัยระบุ เพิ่มฮอร์โมน นักวิจัยได้ทดสอบแคปซูลของพวกเขาโดยฉีดเข้าไปในกระเพาะอาหารของสัตว์ขนาดใหญ่ และพวกเขาพบว่าแคปซูลทำให้ระดับเกรลินในกระแสเลือดพุ่งสูงขึ้นอย่างมาก "เท่าที่เราทราบ นี่เป็นตัวอย่างแรกของการใช้เครื่องกระตุ้นไฟฟ้าผ่านอุปกรณ์ที่กินเข้าไปได้เพื่อเพิ่มระดับฮอร์โมนภายในร่างกาย เช่น เกรลิน ดังนั้น มันจึงมีผลกระทบจากการใช้ระบบต่างๆ ของร่างกายมากกว่าการใช้ภายนอก ตัวแทน” รามาดีกล่าว นักวิจัยพบว่าเพื่อให้การกระตุ้นนี้ทำงานได้ เส้นประสาทวากัสซึ่งควบคุมการย่อยอาหารจะต้องไม่เสียหาย พวกเขาตั้งทฤษฎีว่าพัลส์ไฟฟ้าส่งไปยังสมองผ่านทางเส้นประสาทเวกัส ซึ่งจะไปกระตุ้นเซลล์ต่อมไร้ท่อในกระเพาะอาหารให้ผลิตเกรลิน ขณะนี้ห้องทดลองของ Traverso วางแผนที่จะสำรวจโดยใช้แนวทางนี้ในส่วนอื่นๆ ของทางเดินอาหาร และนักวิจัยหวังว่าจะทดสอบอุปกรณ์ดังกล่าวในผู้ป่วยที่เป็นมนุษย์ภายในสามปีข้างหน้า หากได้รับการพัฒนาเพื่อใช้ในผู้ป่วยที่เป็นมนุษย์ การรักษาประเภทนี้อาจใช้ทดแทนหรือเสริมยาที่มีอยู่บางตัวที่ใช้เพื่อป้องกันอาการคลื่นไส้และกระตุ้นความอยากอาหารในผู้ที่มีภาวะ cachexia หรือ anorexia ได้