Medisinen din kan begynne å plage deg hvis du hopper over en dose.
Forskere ved MIT har utviklet en banebrytende smart pille som trådløst kan rapportere øyeblikket den har blitt svelget, og gir leger en måte å overvåke om pasienter tar reseptene sine i tide.
Det høres kanskje enkelt ut, men innsatsen er høy. Studier viser at halvparten av alle amerikanere med kroniske lidelser ikke tar langtidsmedisinene sine som foreskrevet.
Nedfallet er svimlende: I USA bidrar dårlig tilslutning til 125 000 potensielt forebyggbare dødsfall, driver 25 % av sykehusinnleggelsene og samler opp mer enn 500 milliarder dollar i unngåelige helsekostnader hvert år.
Folk hopper over medisinene sine av mange grunner: høye kostnader, frykt for bivirkninger, forvirrende instruksjoner – og for mange enkel glemsel.
«Målet er å sørge for at dette hjelper folk å få den behandlingen de trenger for å maksimere helsen,» sa Giovanni Traverso, en førsteamanuensis i medisinsk ingeniørfag og seniorforfatter av studien, til MIT News.
Tidligere utviklet Traversos laboratorium kapsler som kan forbli i fordøyelseskanalen i dager eller uker, og frigjøre medisiner etter en fastsatt tidsplan. Men tilnærmingen er ikke egnet for alle medikamenter.
«Vi har utviklet systemer som kan forbli i kroppen i lang tid, og vi vet at disse systemene kan forbedre etterlevelsen, men vi erkjenner også at for visse medisiner kan vi ikke endre pillen,» sa han.
«Spørsmålet blir: Hva annet kan vi gjøre for å hjelpe personen og hjelpe helsepersonell med å sikre at de får medisinen?»
Svaret: radiofrekvens (RF), en type signal som lett kan oppdages utenfra kroppen og som er trygg for mennesker.
Mens andre forskere har prøvd å utvikle RF-aktiverte piller, brukte enhetene deres ikke-nedbrytbare komponenter som måtte passere gjennom fordøyelsessystemet, noe som økte risikoen for potensielle blokkeringer.
Traverso og kollegene hans løste det problemet ved å designe en pille hvis RF-antenne er laget av sink og innebygd i cellulose, rullet sammen og plassert inne i medisinkapselen.
Kapselens ytre lag, laget av gelatin belagt med cellulose og enten molybden eller wolfram, blokkerer RF-signalet til pillen når magen og begynner å brytes ned.
«Vi valgte disse materialene for å anerkjenne deres svært gunstige sikkerhetsprofiler og også miljøkompatibilitet,» forklarte Traverso.
Når den er svelget, begynner magesyre å løse opp det beskyttende belegget, og frigjøre både stoffet og enheten i kroppen. Antennen kan da fange opp et RF-signal fra en ekstern mottaker og ved hjelp av en bitteliten RF-brikke sende tilbake bekreftelse på at pillen er inntatt.
«Komponentene er designet for å brytes ned over dager ved å bruke materialer med veletablerte sikkerhetsprofiler, som sink og cellulose, som allerede er mye brukt i medisin,» sa Mehmet Girayhan Sayan, MIT-forsker og hovedforfatter av artikkelen.
RF-brikken, omtrent 400 x 400 mikrometer, er den eneste delen av pillen som ikke er biologisk nedbrytbar, men tester viser at den passerer trygt gjennom fordøyelseskanalen.
«Vårt mål er å unngå langsiktig akkumulering samtidig som det muliggjør pålitelig bekreftelse på at en pille ble tatt, og langsiktig sikkerhet vil fortsette å bli evaluert etter hvert som teknologien beveger seg mot klinisk bruk,» sa Sayan.
For å teste konseptet prøvde MIT-teamet kapslene – kalt «SAFARI-enheter» – i fem kvinnelige tamgriser, hvis fordøyelsessystem ligner på mennesker.
Etter fordøyelsen fant forskerne at belegget løste seg opp og enhetene hadde aktivert, med RF-signalet vellykket overført fra magen og lest av en ekstern mottaker opptil to fot unna.
Etter å ha blitt fordøyd, fant de ut at belegget løste seg opp og enhetene ble aktivert, og sendte RF-signalet fra grisenes mage til en ekstern mottaker opptil to fot unna.
Når vi ser fremover, ser forskerne for seg å designe en bærbar enhet for mennesker som kan motta signalet og videresende det direkte til pasientens helsepersonell.
Men ikke forvent å svelge smarte piller når som helst snart.
Til tross for de lovende tidlige resultatene, vil enhetene trenge omfattende testing på mennesker for å bekrefte deres sikkerhet og effektivitet før de kan godkjennes.
Forskerne må også finne ut hvordan de kan skalere opp produksjonen slik at disse nøye konstruerte kapslene kan produseres og brukes mer utbredt.
Selv om det skjer, er det lite sannsynlig at hver resept vil bli levert via en SAFARI-enhet, som nesten helt sikkert vil være dyr å produsere.
«Vi ønsker å prioritere medisiner som, når manglende overholdelse er tilstede, kan ha en virkelig skadelig effekt for individet,» sa Traverso.
Det kan inkludere personer som nylig har hatt organtransplantasjoner og trenger immunsuppressive medisiner for å forhindre at kroppen deres avstøter det nye organet, bemerket forskerne.
Andre potensielle kandidater inkluderer personer med nevropsykiatriske lidelser, hvis tilstander kan gjøre det vanskeligere å ta medisiner konsekvent, samt pasienter med infeksjoner som HIV eller tuberkulose, hvor manglende doser kan forverre sykdomsprogresjonen betydelig.
