在消化道病癥檢查方面，胃鏡/腸鏡是發(fā)現(xiàn)、診斷病情的最有效方式，膠囊胃鏡也早在20世紀(jì)80年代問世。然而近年來(lái)的多項(xiàng)研究中，科學(xué)家已經(jīng)確定了胃中的生物失衡與糖尿病、肥胖癥和代謝綜合癥等疾病之間的聯(lián)系，以及特定細(xì)菌物種還可以改變某些藥物的代謝情況，當(dāng)前的胃鏡/腸鏡無(wú)法滿足直接采樣的需求。普渡大學(xué)的研究人員則利用3D打印技術(shù)開發(fā)一種全新的膠囊結(jié)腸鏡，用來(lái)捕獲胃腸道的細(xì)菌菌群。

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膠囊腸鏡工作流程

普渡大學(xué)研究小組為全新的膠囊腸鏡使用了一種新的方法制造，利用了高吸收性水凝膠的溶脹特性來(lái)收集生物。由于水凝膠在水性條件下可吸收的重量是其本身的150-300倍，非常適合存儲(chǔ)細(xì)菌。并且，膠囊腸鏡本身包含四個(gè)組件：可生物降解的腸溶衣、3D打印外殼、采樣水凝膠和透氣的PDMS膜。利用Form 2 3D打印機(jī)，研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了僅為9毫米的膠囊直徑以及15毫米的長(zhǎng)度。

當(dāng)膠囊被吞下之后，其可生物降解的腸溶衣會(huì)延遲膠囊激活狀態(tài)直至達(dá)到目標(biāo)位置。隨后，腸溶衣溶解使GI液充滿設(shè)備。當(dāng)水凝膠在膠囊中膨脹時(shí)，它將PDMS膜推到膠囊的小孔上，一旦裝滿就起到密封裝置的作用。

從普渡大學(xué)研究小組的一系列采樣測(cè)試中，證明了水凝膠表面上存在著細(xì)菌，并且大腸桿菌能夠附著在凝膠的固體聚合物網(wǎng)格上。通過進(jìn)一步模擬惡劣環(huán)境的測(cè)試，在所有條件下裸露的水凝膠中的新軍要比密封膠囊中提取的細(xì)菌數(shù)量更少。