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80年代問世。然而近年來的多項研究中，科學家已經(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，以及特定細菌物種還可以改變某些藥物的代謝情況，當前的胃鏡/腸鏡無法滿足直接采樣的需求。普渡大學的研究人員則利用3D打印技術(shù)開發(fā)一種全新的膠囊結(jié)腸鏡，用來捕獲胃腸道的細菌菌群。

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膠囊腸鏡工作流程

普渡大學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，非常適合存儲細菌。并且，膠囊腸鏡本身包含四個組件：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，研究團隊實現(xiàn)了僅為9毫米的膠囊直徑以及15毫米的長度。

當膠囊被吞下之后，其可生物降解的腸溶衣會延遲膠囊激活狀態(tài)直至達到目標位置。隨后，腸溶衣溶解使GI液充滿設備。當水凝膠在膠囊中膨脹時，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。

從普渡大學研究小組的一系列采樣測試中，證明了水凝膠表面上存在著細菌，并且大腸桿菌能夠附著在凝膠的固體聚合物網(wǎng)格上。通過進一步模擬惡劣環(huán)境的測試，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菌數(shù)量更少。