Imec presenteert inslikbare sensor om darmgezondheid van binnenin het lichaam te meten

Op zijn jaarlijkse ITF World conferentie, waar imec de nieuwste ontwikkelingen in halfgeleidertechnologie toont en toelicht, zal imec live een prototype van een inslikbare sensor demonstreren.

De technologie, ontwikkeld op OnePlanet Research Center, is drie keer kleiner dan de huidige capsule-endoscopieën en is de eerste die redoxbalansmetingen biedt, wat mogelijk inzicht geeft in darmontstekingen en het darmmicrobioom. Deze resultaten zijn een sprong voorwaarts richting niet-invasieve opvolging van darmgezondheid, potentieel weg van onaangename endoscopieën.

Het spijsverteringsstelsel speelt een cruciale rol in ons welzijn: het neemt essentiële voedingsstoffen op, reguleert onze immuunfunctie en weert schadelijke stoffen af. Maar gastro-intestinale processen zijn niet eenvoudig waar te nemen. De ontoegankelijkheid en complexiteit van het spijsverteringsstelsel maakt het uitdagend om onze gezondheid te monitoren.

Traditionele methoden hiervoor, zoals endoscopie en colonoscopie, zijn onaangenaam en bieden slechts momentopnames. Een efficiëntere manier om gegevens uit je spijsverteringsstelsel te verkrijgen, is door een sensor hetzelfde pad als je voedsel te laten volgen. Dat gebeurt nu al met zogenaamde videocapsule-endoscopieën. 

Deze camerapillen kunnen artsen helpen om de diagnose van gastro-intestinale aandoeningen zoals de ziekte van Crohn te stellen. Maar deze methode vraagt nog altijd om een onaangename darmvoorbereiding met behulp van een dieet en laxatieven. Bovendien beschikken de videocapsulen niet over sensoren om de chemische omgeving te meten. 

Morgen op ITF World zal imec live een sterk geminiaturiseerde sensorpil demonstreren, van slechts 2,1cm lang en 0,75cm breed, drie keer kleiner dan bestaande capsule-endoscopieën. 

Aniek Even, onderzoeker bij imec, zal de sensor inslikken, waarna realtime metingen van redoxbalans, zuurtegraad en temperatuur langs het hele spijsverteringsstelsel op een scherm gevolgd kunnen worden. 

Tijdens de dagenlange verkenningsreis door de darmen van een proefpersoon, afhankelijk van zijn darmmotiliteit, kan de sensor elke 20 seconden metingen uitvoeren. Op basis van die metingen wordt het mogelijk om oxidatieve stress te identificeren, een mogelijke indicatie voor ontsteking. De technologie kan op termijn ook nieuwe inzichten bieden in het darmmicrobioom en de rol ervan in de algehele gezondheid.

Het prototype is het resultaat van jarenlang onderzoek bij imec naar de ontwikkeling van de verschillende bouwblokken van zo’n slimme pil: drie gestapelde microchip sensoren, een referentie-elektrode en een energie-efficiënte radiozender en antenne die live data kan versturen doorheen het lichaam naar buiten. En dit allemaal in een extreem miniatuurformaat, om de pil gemakkelijk in te kunnen slikken. 

Aniek Even : “Onze in te slikken sensortechnologie is succesvol geëvalueerd bij gezonde vrijwilligers in een studie met Wageningen University & Research. We zijn de eersten die metingen van redoxbalans in de darm bij mensen hebben kunnen uitvoeren, een mogelijke indicator voor lokale ontsteking. Na deze studie ben ik er nog meer van overtuigd dat ons kleine en gebruiksvriendelijke apparaatje een revolutie teweeg kan brengen in de manier waarop we gastro-intestinale ziekten diagnosticeren en monitoren, waaronder inflammatoire darmziekten en kankers."