Research press release

腸のガスを検知する摂取型電子カプセル

Nature Electronics

Ingestible electronic capsules sense gut gases

腸内のさまざまなガスを検知でき、人の食事の変化を識別できる摂取型電子カプセルが、今週報告される。このデバイスを用いれ ば、食事や医療用サプリメントの影響の解明や、個人に合わせた食事の開発に役立つ可能性がある。

摂取型センサーは、人の健康管理に効果的な役割を果たす可能性がある新技術であるが、このデバイスの能力は今のところ比較的限定されている。

今回K Kalantar-Zadehたちは、ガスセンサー、温度センサー、小型コンピューター(マイクロコントローラー)、無線周波数の送信機、電池を含む小さな摂取型カプセルを開発した。健康な被験者6名による小規模な予備的臨床試験で、このセンサーが腸内を移動しながら酸素、水素、二酸化炭素を検知でき、被験者が携帯するポケットサイズの受信機にガス濃度データを送信できることが示された。特に、ガス濃度プロファイルは、腸の微生物群によって食物の発酵時に産生されるガスを反映しており、これを用いて高繊維食を摂った被験者と低繊維食を摂った被験者を識別できた。

今回の結果は、この電子カプセルが、個人によって異なる発酵パターンを検出できることも明らかにしており、このセンサーを用いて特別食に対する人の応答をモニターできる可能性を示唆している。

Ingestible electronic capsules that can sense different gases in the gut, and can distinguish changes in a person’s diet, are reported in a paper published online this week in Nature Electronics. The devices could potentially be used to help understand the effects of diet and medical supplements, and to help develop individualized diets.

Ingestible sensors are an emerging technology that could play a powerful role in the monitoring of human health, but the capabilities of the devices are currently relatively limited.

Kourosh Kalantar-Zadeh and colleagues have developed small ingestible capsules that contain gas sensors, a temperature sensor, a small computer (microcontroller), a radio-frequency transmitter, and batteries. In a small human pilot trial (six healthy volunteers), the sensors are shown to be capable of sensing oxygen, hydrogen, and carbon dioxide as the device travels the length of the gut, transmitting the gas concentration data to a pocket-sized receiver carried by the volunteers. The gas concentration profiles reflect, in particular, the gases produced by the microbial community of the gut during food fermentation and could be used to distinguish volunteers on high- and low-fibre diets.

The results also highlighted that the electronic capsules are capable of detecting the different fermentation patterns of individuals, which suggests that the sensors could be used to monitor a person’s response to a custom diet.

doi: 10.1038/s41928-017-0004-x

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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