麻省理工学院（MIT）工程师研发出一种新型智能药丸，可精准确认患者是否按时服药，有望解决医疗领域普遍存在的漏服药物或提前停药问题。该技术可直接整合进现有药丸胶囊，通过内置的可生物降解射频天线在吞服后发送信号，大部分电子元件会在胃中安全分解，仅微小的射频芯片会随消化道自然排出体外。
研究人员表示，这种技术对需严格遵医嘱服药的人群尤为重要，包括依赖免疫抑制剂的器官移植患者，以及HIV、结核病等慢性感染的长期治疗患者。MIT机械工程副教授、布莱根妇女医院胃肠病学家Giovanni Traverso指出：“我们的目标是确保患者获得所需治疗，最大化提升健康水平。”相关研究成果于1月8日发表在《自然·通讯》杂志。
服药依从性：全球医疗的重大挑战
不遵医嘱服药是全球范围内的严重问题，每年导致数十万可预防死亡，并造成数十亿美元的不必要医疗支出。Traverso实验室此前曾开发可在消化系统中长期停留、定时释药的胶囊，但这种方法并非适用于所有药物。
Traverso解释：“我们已研发出可长期留存在体内的给药系统，能提升服药依从性，但我们也意识到，某些药物的剂型无法改变。于是问题变成：我们还能做些什么，帮助患者和医护人员确认药物是否被服用？”
可吞咽信号系统：如何工作？
新研究采用了不同策略：不改变给药方式，仅确认药物是否被服用。研究团队选择了可体外检测且对人体安全的射频信号技术。
早期基于射频的服药追踪系统使用不可生物降解材料，需整个设备完整通过消化道，存在胃肠道堵塞风险。MIT团队则设计了可生物吸收系统，使用后能安全降解。
负责传输信号的天线由锌和纤维素颗粒制成，这些材料具有良好的安全记录和医疗兼容性。Traverso说：“我们选择这些材料，是因为它们的安全性和环境兼容性都经过充分验证。”
锌-纤维素天线被卷成紧凑形状，与药物一同装入胶囊。胶囊由涂有纤维素和钼/钨的明胶制成，可防止药丸被吞服前发出射频信号。
吞服后，胶囊涂层溶解，释放药物和天线。天线接收外部阅读器的信号，配合小型射频芯片发回“药丸已吞服”的确认信息，整个过程通常在10分钟内完成。射频芯片约400×400微米，是商用非降解组件，设计为可安全通过消化道；其余所有组件会在约一周内在胃中分解。
研究人员Mehmet Girayhan Say表示：“我们使用锌、纤维素等已广泛应用于医学的材料，确保组件在数天内分解，避免长期残留。我们的目标是在可靠确认服药的同时，持续评估长期安全性，推动技术走向临床。”
高危患者的潜在获益
动物测试显示，该系统可从胃内向2英尺外的外部接收器成功传输信号。若应用于人类，研究人员设想将药丸与穿戴设备配对，直接向医护团队传输数据。
团队计划开展进一步临床前研究，并希望尽快启动人体试验。器官移植受者是最可能获益的群体之一，漏服免疫抑制剂可能迅速导致器官排斥。Traverso说：“我们优先关注那些不遵医嘱会对个体造成严重危害的药物。”
其他潜在获益人群包括：需服药预防支架堵塞的术后患者、结核病等慢性感染患者，以及受神经精神疾病影响难以坚持服药的人群。
该研究由诺和诺德、MIT机械工程系、布莱根妇女医院消化科、美国高级健康研究计划局等机构资助。
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