L’Université Tufts de Boston a mis au point une pilule imprimée en 3D qui prélève des échantillons de bactéries trouvées dans l’intestin.  Connue sous le nom de microbiome, la bactérie traverserait le tractus gastro-intestinal (GI) et affecterait les conditions de santé.

La pilule imprimée en 3D représente le premier outil de diagnostic non invasif capable de fournir un profil des populations microbiennes dans l’ensemble du tractus GI, selon les chercheurs.

Les méthodes actuelles d’échantillonnage du microbiome comprennent une analyse de l’ADN fécal et des métabolites, mais cette approche fournit peu d’information sur l’environnement en amont du côlon distal, où les espèces bactériennes peuvent varier considérablement.

« Nous en apprenons beaucoup sur le rôle du microbiome intestinal dans la santé et la maladie. Cependant, nous en savons très peu sur sa biogéographie », a déclaré Sameer Sonkusale, professeur de génie électrique et informatique à l’école d’ingénierie de l’Université Tufts et auteur correspondant de l’étude. « La pilule améliorera notre compréhension du rôle de la distribution spatiale dans le profil microbiologique pour faire progresser de nouveaux traitements et thérapies pour un certain nombre de maladies et de conditions. »

La pilule est fabriquée par une imprimante 3D avec des canaux micro-fluidiques qui peuvent échantillonner différents stades du tractus GI. La surface de la pilule est recouverte d’un enrobage sensible au pH, de sorte qu’elle n’absorbe aucun échantillon jusqu’à ce qu’elle pénètre dans l’intestin grêle (sans passer par l’estomac) où l’enrobage se dissout. Une membrane semi-perméable sépare deux chambres dans la pilule – l’une contenant des canaux hélicoïdaux qui absorbent les bactéries et l’autre contenant une chambre remplie de sel de calcium. La chambre de sel aide à créer un flux osmotique à travers la membrane qui attire les bactéries dans les canaux hélicoïdaux. Un petit aimant dans la pilule permet de la maintenir à certains endroits dans l’intestin pour un échantillonnage plus ciblé dans l’espace en utilisant un aimant à l’extérieur du corps. Un colorant fluorescent dans la chambre à sel aide à localiser la pilule après sa sortie du tube digestif.

Une membrane semi-perméable sépare deux chambres dans la pilule – l’une contenant des canaux hélicoïdaux qui absorbent les bactéries et l’autre contenant une chambre remplie de sel de calcium. La chambre de sel aide à créer un flux osmotique à travers la membrane qui attire les bactéries dans les canaux hélicoïdaux. Un petit aimant dans la pilule permet de la maintenir à certains endroits dans l’intestin pour un échantillonnage plus ciblé dans l’espace en utilisant un aimant à l’extérieur du corps. Un colorant fluorescent dans la chambre à sel aide à localiser la pilule après sa sortie du tube digestif.

« La conception de cet appareil le rend incroyablement facile à utiliser, présentant peu de risques pour le sujet, tout en fournissant autant d’informations », a déclaré Giovanni Widmer, professeur de maladies infectieuses et de santé mondiale à la Tufts Cummings School of Veterinary Medicine.

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