吃药，能不能像开关电视一样简单？甚至，让药在需要的时候实现“自动投喂”？这个听起来有点科幻的想法，正在科学家的努力下逐渐成为现实。

论文发表在《Science Advances》

近日，国际期刊《Science Advances》（《科学进展》）发表了来自浙江大学药学院南科望研究员团队的一篇论文，其中的主要研究成果是：一种能够在胃内长期驻留（比格犬体内至少10周）的“胃驻留机器人胶囊”，可以通过手机蓝牙等方式，在需要时，实现药物的快速精准投递。

这意味着，未来一些慢性病患者或许只需要在胃里“存放”一个机器人胶囊，手机一点，药物便会起效。

这个机器人胶囊到底是什么？它是如何实现精准给药的？对普通人会有什么改变？

做一个胃里“小型药盒”，灵感源自“牛胃结石”

把一个“机器人胶囊”吃进肚子里，还能长期工作？论文第一作者、浙江大学博士研究生黄浩解释， 这个胶囊就像提前放到胃里的“小型药盒”，当我们希望吃药的时候，通过手机蓝牙，就可以控制递药胶囊释放药物。

他表示，与普通胶囊吃下就随消化排出不同，该胶囊进入胃后，内置的镍钛合金支架会展开，并停留在胃里，不被排出体外。一个胶囊内包含四个药仓，可以控制四次药物释放。

胃驻留机器人胶囊

胃里停留其实不是异想天开，黄浩说，他们从牛胃里的“牛胃结石”找到灵感。牛胃里有个碎石团，是难以消化的草秆、石子等异物，在胃内被未消化的草料等物质逐渐包裹凝结形成的。它可终身跟随牛一起存在，不会影响牛的消化系统。

胶囊还安装了智能化的触发系统，并已实现了多种触发模式。最直接的是手机蓝牙遥控，患者或医生可在手机端主动触发，应对突发状况。

“胃驻留机器人胶囊”内部图解

另外，穿戴式传感器联动则实现 “生理信号触发给药”，如智能手环监测到用户心率、血氧等关键指标异常，并判断为疾病发作时，会自动向胶囊发出释药指令。

此外，团队还在探索内置传感器模式，让胶囊自主感知体内环境变化，并作出反应。“我们采用加速度传感器作为内置传感器，检测运动状态的，比如你正常走路、突然摔倒，运动方式是不一样的，这可以通过传感器监测到。”黄浩说。

“超弹性、高安全”金属支架打造，解决长期停留难题

让一个物体在动物胃里待上数周，安全和舒适性是首要考虑。团队选择了具有“超弹性”的镍钛合金来制作核心的驻留支架。

“镍钛合金具有弹性，可以被折叠，并塞进日常使用的胶囊里，方便吞咽。当胃部后，胶囊外壳溶解，它能自动弹开恢复成预设的支架形态，并提供足够的支撑力。”黄浩介绍道。

据团队测算，支架展开后可承受的挤压力，不仅能轻松抵御比格犬胃部的蠕动力，更超过人胃蠕动力的3倍，有效保障了其在体内长期驻留的稳定性。

团队成员在实验室

黄浩补充说道，镍钛合金其实在医疗中很常见，比如牙齿矫正的牙套、血管支架、骨科手术的接骨板等。“它生物相容性较好，人们可能觉得金属不能吃，但实际上镍钛合金的安全性很高，其表面有一层氧化层，可以抑制镍离子的释放。”同时，支架的所有边缘都经过圆滑处理，外面还包了一层类似硅胶质感的薄膜材料，避免了对胃壁的刺激。

当完成治疗使命后，患者只需服用一杯碱性溶液，即可让支架安全解体，并通过肠道自然排除体外。实验证明，排出的支架碎片边缘依然圆滑，不会损伤肠道。

攻克“毫米级”挑战，未来有望替代胰岛素泵

回顾长达两年半的研发历程，黄浩说团队最“头疼”的部分是在极小的空间内实现复杂功能。

“胶囊的体积必须控制在可吞咽的范围内，直径不超过10毫米，却要集成4个药物仓，每个仓的直径只有1毫米左右，还需要在其中加入推进剂、电解液，贴金纳米膜，集成电路板等，空间极其紧张。”黄浩回忆道，尤其是药物释放单元，前后修改不下十次。

面对空间狭小的难题，团队不断尝试不同组装方案；手工操作困难，就借助高精度激光切割等方法；金纳米膜太容易碎，就尝试增加支撑层，提高刚性……

团队成员在实验室

当团队第一次通过内镜看到胶囊在比格犬胃中成功驻留，并监测到药物按预设释放，血药浓度随之上升时，整个实验室都充满了紧张与兴奋。“那一刻，我们知道，这条路走通了。”黄浩说道。

尽管已在动物实验上取得成功，但该技术要真正普惠人类，还需完成人体临床试验，并进一步优化成本。

对于普通人而言，这项技术将如何改变生活？黄浩表示，它将给急救提供新思路，胃内的药仓随时待命，当遇到紧急情况，就可以立刻释放药物进行急救，增加救援时间，为急救提供了最快速的保障。

（本文图片由受访者供图）

编辑： 杜寅

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