満腹を光って通知するワイヤレスデバイス

テキサスA＆M大学の研究チームが、人体に埋め込む形のワイヤレスデバイスを開発しました。

このデバイスは満腹を感じるとLEDが光る仕組みを搭載しており、減量者への援助ツールとして期待されます。

Gastric bypass surgery is sometimes the last resort for those who struggle with obesity or have serious health-related issues due to their weight. Since this procedure involves making a small stomach pouch and rerouting the digestive tract, it is very invasive and prolongs the recovery period for patients. In a new study, researchers at Texas A&M University have described a medical device that might help with weight loss, and requires a simpler operative procedure for implantation.

参照元：https://today.tamu.edu/2021/01/08/tiny-wireless-device-sheds-light-on-combating-obesity/
– テキサスA＆M大学 Texas A&M University. JANUARY 8, 2021 –

胃バイパス手術は、肥満に苦しんでいる人や、体重が原因で深刻な健康関連の問題を抱えている人にとって、最後の手段となる場合があります。

この手順は、小さな胃袋を作り、消化管を再ルーティングすることを伴うため、非常に侵襲的であり、患者の回復期間を延長します。

新しい研究で、テキサスA＆M大学の研究者は、減量に役立つ可能性があり、移植のためのより簡単な手術手順を必要とする医療機器について説明しました。

研究者たちは、センチメートルサイズのデバイスが迷走神経の末端を光で刺激することによって満腹感を提供すると述べました。

電源コードを必要とする他のデバイスとは異なり、それらのデバイスはワイヤレスであり、リモート無線周波数ソースから外部から制御できます。

電気コンピュータ工学科の助教授であるソンIIパーク博士は話します。

「移植に最小限の手術を必要とするだけでなく、胃の特定の神経終末を刺激することもできるデバイスを作りたかったのです。私たちのデバイスは、過酷な胃の状態でこれらの両方を行う可能性があり、将来、劇的な減量手術を必要とする人々にとって非常に有益になる可能性があります。」

肥満は世界的な大流行です。

さらに、それに関連する健康問題は、米国の医療制度に重大な経済的影響を及ぼし、年間1,470億ドルの費用がかかります。

さらに、肥満は人々を糖尿病、心臓病、さらにはいくつかの癌などの慢性疾患のリスクにさらします。

肥満度指数が35を超える人、または肥満に関連する状態が2つ以上ある人にとって、手術は患者が過剰な体重を減らすだけでなく、長期間にわたって体重を維持するための道を提供します。

近年、迷走神経は、胃の内壁から脳までの膨満感に関する感覚情報を提供するため、肥満治療の標的として注目されています。

迷走神経終末を刺激し、その結果空腹を抑えるのに役立つ医療機器がありますが、これらの機器はペースメーカーと設計が似ています。

つまり、電流源に接続されたワイヤーが電気的衝撃を与えて神経の先端を活性化します。

パーク氏は話します。

「ワイヤレス技術と高度な遺伝子および光学ツールの適用により、神経刺激装置の煩わしさが軽減され、患者にとってより快適になる可能性があります。ワイヤレスシステムを持つことの臨床的利点にもかかわらず、今のところ、脳以外の他の器官の内部でニューロン活動の慢性的で耐久性のある細胞型特異的操作を行う能力を持っているデバイスはありません。」

このギャップに対処するために、パーク氏と彼のチームは、最初に遺伝子ツールを使用して、invivoで特定の迷走神経終末に光に反応する遺伝子を発現させました。

次に、彼らは小さな櫂の形をしたデバイスを設計し、胃に固定された柔軟なシャフトの先端の近くにマイクロLEDを挿入しました。

ハーベスタと呼ばれるデバイスのヘッドには、デバイスが外部の無線周波数ソースとワイヤレスで通信するために必要なマイクロチップが収容されていました。

ハーベスタには、LEDに電力を供給するための小さな電流を生成する機能も備わっていました。

高周波源のスイッチを入れると、研究者たちは、LEDからの光が空腹を抑えるのに効果的であることを示しました。

研究者たちは、実験で空腹抑制を調整する生物学的機構が一般通念とは異なることを発見したことに驚いたと話しました。

言い換えれば、胃がいっぱいになると、胃が拡張し、ストレッチに関する情報が迷走神経の機械受容器によって脳に伝達されることが広く受け入れられています。

パーク氏は話します。

「私たちの調査結果は、食品中の化学物質に反応する非伸縮性受容体を刺激することで、胃が膨満していなくても満腹感を与えることができることを示唆しています。」

将来を見据えて、彼は、現在のデバイスを使用して、胃腸管や腸などの他の臓器全体の神経終末をほとんどまたはまったく変更せずに操作することもできると述べました。

パーク氏は続けます。

「ワイヤレスオプトジェネティクスと、食欲やその他の行動を制御する末梢神経経路の特定はすべて、エレクトロニクス、材料科学、神経科学の応用研究と基礎研究の両方の研究者にとって非常に興味深いものです。私たちの新しいツールは、既存のアプローチでは不可能だった方法で、末梢神経系の神経機能の調査を可能にします。」