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MIT開發出能在胃部停留1個月並安全排出體外的感測器 未來還能用於減肥

圖為MIT研究團隊所開發、能在胃裡停留30天的果凍型藥丸。MIT

麻省理工學院(MIT)研究團隊開發出1種可從體內排出、像果凍的藥丸。藥丸到達胃部時會迅速膨脹到乒乓球大小,並能長時間留在胃裡。藥丸內建感測器,可持續追蹤胃的溫度長達30天。若需從胃中取出藥丸,患者可飲用鈣溶液,將其迅速縮到原來的大小,並安全地從體內排出。

根據MIT News報導,這種藥丸由2種水凝膠製成,能在胃裡迅速膨脹,同時不被胃酸溶解。基於水凝膠的設計比現有的可消化感測器更柔軟,更具生物相容性,而且更持久。

MIT機械工程副教授趙選賀表示,這種類似果凍的智慧藥丸一旦吞嚥就會停留在胃部並長時間監測患者的健康狀況。

其設計靈感來自河豚的防禦機制。河豚在受到威脅時會迅速快速吸入大量水而膨脹,變成帶刺的圓球。這種果凍型膠囊內部材料含有聚丙烯酸鈉,這是用於尿布等產品,能快速吸收液體而膨脹的顆粒。

但研究人員意識到,藥丸若僅由這些顆粒製成,就會立即分裂並逐一從胃中排出。因此,他們設計了第二個保護性水凝膠層來封裝快速膨脹的顆粒。這種外膜由多個奈米級晶體鏈製成,每個都折疊在另一個上,形成幾乎難以穿透的網格狀圖案。

在實驗室中,研究人員將藥丸浸泡在各種類似胃液的水和液體溶液中,並發現藥丸在約15分鐘內膨脹至其原始尺寸的100倍,比現有可膨脹水凝膠快得多。而膨脹後,藥丸就跟豆腐或果凍一樣柔軟,但令人意外的強韌。

為了測試藥丸的韌性,研究人員將其用機械擠壓數千次,力道甚至比藥丸在胃部常規收縮時還大。研究人員進一步發現,濃度高於牛奶濃度的鈣離子溶液會使膨脹的顆粒收縮。這會觸發藥丸縮小並從胃中排出。

在未來的研究中,研究人員設想這種藥丸可安全地向胃部傳遞許多不同的感測器,以監測如pH值或某些細菌或病毒的跡象。在幾週的過程中,微型相機也能嵌入藥丸中好拍下腫瘤或胃潰瘍的畫面。趙選賀表示,這種藥丸也能當成減肥用胃氣球的替代品,讓減肥更安全舒適。

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