Нарушения моторики желудочно-кишечного тракта обычно диагностируются при помощи манометрии. Во время этой процедуры катетер, содержащий датчики давления, вводится в ЖКТ пациента. Ученые из Массачусетского технологического института разработали дешевый аналог, позволяющий измерять давление в ЖКТ.

Исследователи наполнили катетер из силикона эвтектикой галлий-индий, жидким металлом, нетоксичным в небольших количествах. Заполненную трубку запечатали с обеих сторон. В развязанном состоянии она может реагировать на изменения давления, но недостаточно чувствительна. Вдоль трубки ученые завязали узлы с заданным интервалом. Это позволило сделать катетер более чувствительным. В таком состоянии прибор может измерять давление до 200 мм ртутного столба, что примерно соответствует максимальному давлению в пищеварительном тракте человека.

Исследователи показали, что чувствительность к давлению может варьироваться в зависимости от типа узла и того, насколько крепко он завязан. Для исследования ЖКТ разработчики завязывали узлы на расстоянии около 1 см друг от друга. Для других измерений такие «датчики» могут быть завязаны ближе или дальше.

Такой подход, как отмечают авторы исследования, им подсказала кипу, технология письменности и счета, которую использовали инки. Кипу представляет собой сложные веревочные сплетения с узелками, завязанными разными способами.

«Наша цель состояла в том, чтобы сделать устройство, сравнимое с существующими датчиками давления на основе катетера, но в то же время снизить стоимость и упростить его производство и применение», — говорит Кеван Нан, соавтор исследования.

Сокращения желудочно-кишечного тракта обеспечивают продвижение пищи. Нарушение перистальтики может вызвать проблемы со здоровьем. Для измерения работы мышц ЖКТ использую манометрию.

«Манометрия позволяет качественно измерять давление и скорость, с которой распространяются сократительные волны в ЖКТ. Но приборы для проведения такой процедуры дорогие, они требуют специального обслуживания и сложной процедуры стерилизации между пациентами», — отмечает Джованни Траверсо, соавтор исследования.

Ученые провели испытание своего устройства на животных. Результаты экспериментов показали, что созданный прибор показывает результаты идентичные тем, которые получаются при манометрии с высоким разрешением. Кроме того, как отмечают исследователи, разработанное устройство выдерживает высокий температуры и может проходить обеззараживание в обычном автоклаве, используемом для стерилизации во всех медицинских учреждениях.

«Наши датчики очень просты и дешевые, — отмечает Нан. — Я думаю, что этот вид диагностики можно широко применять как в развивающихся, так и в развитых странах».