Các thiết bị nội soi dạng viên nang như PillCam cho phép bác sĩ quan sát đường tiêu hóa mà không cần ống nội soi xâm lấn hoặc gây mê. (Medtronic)

Trong tương lai gần, việc theo dõi sức khỏe hệ tiêu hóa của bạn có thể sẽ bớt đáng sợ hơn nhiều. Thay vì phải đặt lịch hẹn cho một thủ thuật cần chuẩn bị, gây mê và nghỉ việc, bạn có thể nuốt một viên nang nhỏ chứa đầy cảm biến và vi mạch điện tử.

Khi di chuyển qua đường tiêu hóa, viên nang có thể thu thập dữ liệu về tình trạng viêm nhiễm, tính toàn vẹn của mô và những thay đổi bất thường. Sau đó, nó sẽ gửi thông tin đó không dây đến bác sĩ của bạn để xem xét.

Các nhà khoa học đang chế tạo những thiết bị có thể nuốt được này không chỉ để quan sát. Một số nguyên mẫu được thiết kế để giải phóng thuốc tại một vị trí chính xác bên trong ruột. Những thiết bị khác đang được phát triển để thu thập các mẫu mô nhỏ trước khi chúng được đào thải tự nhiên ra khỏi cơ thể. Công nghệ này vẫn đang tiếp tục phát triển, nhưng rõ ràng là động lực đang ngày càng mạnh mẽ.

Tại sao chẩn đoán đường ruột cần được nâng cấp?

Các bệnh lý đường tiêu hóa ảnh hưởng đến hàng triệu người mỗi năm. Việc chẩn đoán thường bao gồm xét nghiệm máu, chụp chiếu hình ảnh và các thủ thuật xâm lấn như nội soi. Nội soi vẫn là một công cụ thiết yếu. Tuy nhiên, nó cần gây mê và có thể gây khó chịu. Nó cũng có những hạn chế, đặc biệt là khi bác sĩ cần kiểm tra các phần sâu hơn của ruột non.

Nội soi viên nang đã giúp thu hẹp khoảng cách đó. Các thiết bị như PillCam cho phép bác sĩ xem hình ảnh từ bên trong đường tiêu hóa mà không cần luồn ống nội soi qua toàn bộ hệ thống. Tuy nhiên, hầu hết các viên nang hiện có đều thụ động. Chúng thu thập hình ảnh hoặc dữ liệu, nhưng không phản hồi một cách linh hoạt với những gì chúng phát hiện. Đó là điểm mà công nghệ viên nang thông minh bắt đầu nổi bật.

Viên nang thông minh phát hiện viêm nhiễm và bệnh tật như thế nào?

Các kỹ sư hiện đang chế tạo những viên nang có khả năng cảm nhận những thay đổi hóa học và vật lý bên trong ruột. Tại Đại học Maryland, College Park, các nhà nghiên cứu đang phát triển các thiết bị đo trở kháng sinh học. Phương pháp này đánh giá cách các tín hiệu điện di chuyển qua mô ruột. Khi tình trạng viêm làm thay đổi niêm mạc ruột, các mô hình điện này sẽ thay đổi. Bằng cách phát hiện những thay đổi nhỏ này, một viên thuốc thông minh có thể cung cấp những manh mối sớm về các bệnh như viêm ruột mãn tính.

Thay vì chờ đến khi xuất hiện các triệu chứng nghiêm trọng, các bác sĩ có thể phát hiện vấn đề sớm hơn. Phát hiện sớm thường dẫn đến điều trị hiệu quả hơn và kết quả lâu dài tốt hơn. Các nhà nghiên cứu cũng đang nghiên cứu các phương pháp theo dõi enzyme và các dấu ấn sinh học khác có thể báo hiệu các rối loạn tuyến tụy hoặc ung thư giai đoạn đầu.

Cung cấp thuốc chính xác đến nơi cần thiết

Nhiều loại thuốc dùng để điều trị các rối loạn tiêu hóa lưu thông khắp cơ thể. Mặc dù chúng có thể giúp ích, nhưng chúng cũng có thể gây ra tác dụng phụ ở những vùng không bị bệnh. Viên nang thông minh mang đến một phương pháp điều trị nhắm mục tiêu hơn. Một số thiết kế thử nghiệm bao gồm các hệ thống cơ khí nhỏ xíu có khả năng phóng ra các kim siêu nhỏ. Các hệ thống này có thể giải phóng thuốc trực tiếp vào niêm mạc ruột.

Các thiết kế khác neo giữ một lượng thuốc hòa tan tại một vị trí cụ thể. Thuốc sau đó sẽ được giải phóng từ từ theo thời gian tại chính vị trí đó. Việc phân phối thuốc có mục tiêu có thể làm giảm tổng lượng thuốc tiếp xúc và cải thiện hiệu quả. Đối với những bệnh nhân gặp khó khăn với các tác dụng phụ, sự thay đổi này có thể rất quan trọng.

Liệu một thiết bị được nuốt vào có thể thực hiện sinh thiết không?

Sinh thiết vẫn là nền tảng của nhiều chẩn đoán bệnh lý đường tiêu hóa. Theo truyền thống, bác sĩ thu thập mẫu mô trong quá trình nội soi. Hiện nay, các kỹ sư đang nghiên cứu các viên nang có thể nuốt được với hệ thống cơ khí tích hợp có khả năng thu thập các mẫu mô nhỏ. Một số nguyên mẫu dựa trên cơ chế lò xo kích hoạt không dây. Một bộ phận làm nóng nhỏ bên trong giải phóng năng lượng dự trữ, cung cấp năng lượng cho một dụng cụ cắt thu nhỏ.

Sau khi thu thập mẫu, viên nang sẽ niêm phong mẫu một cách an toàn bên trong. Thiết bị sau đó tiếp tục hành trình qua đường tiêu hóa và được thải ra ngoài một cách tự nhiên. Thách thức về mặt kỹ thuật là rất lớn. Thiết bị phải tạo ra đủ lực để thu thập mô trong khi vẫn phải nhỏ gọn và an toàn khi nuốt.

Nếu công nghệ viên uống thông minh tiếp tục phát triển, nó có thể thay đổi cách bạn trải nghiệm việc chăm sóc hệ tiêu hóa. Việc theo dõi định kỳ có thể chỉ cần uống một viên nang tại nhà. Bác sĩ có thể nhận được dữ liệu chi tiết mà không cần lên lịch các thủ thuật xâm lấn. Việc đưa thuốc đến đúng vị trí có thể làm giảm các tác dụng phụ toàn thân. Việc sàng lọc cũng có thể trở nên dễ tiếp cận hơn. Theo Hiệp hội Ung thư Hoa Kỳ, nhiều người trưởng thành đủ điều kiện nhưng chưa được sàng lọc ung thư đại trực tràng đầy đủ. Các công cụ ít xâm lấn hơn có thể khuyến khích nhiều người tham gia hơn. Điều đó rất quan trọng. Phát hiện sớm cứu sống nhiều người.

Các thiết bị điện tử có thể nuốt được đang chuyển từ phòng thí nghiệm nghiên cứu sang thử nghiệm lâm sàng. Mục tiêu rất đơn giản: Giảm thiểu xâm lấn trong chẩn đoán, tăng độ chính xác trong điều trị và giảm gánh nặng của các thủ thuật lặp đi lặp lại. Hệ tiêu hóa chứa đựng những manh mối quý giá về sức khỏe tổng thể của bạn. Những viên thuốc thông minh có thể cung cấp cho bác sĩ những cách thức mới để tiếp cận thông tin đó mà không cần bệnh nhân phải trải qua các thủ thuật nội soi và gây mê.