神奇药丸与胃部对话，助你提升用药依从性

在一项可能有助于确保人们按时服药的研究进展中，麻省理工学院的工程师们设计了一种可以报告何时被吞下的药丸。

这种新型报告系统可以集成到现有的药丸胶囊中，包含一个可生物降解的射频天线。在它发出药丸已被吞下的信号后，大部分组件在胃中分解，而一个微小的射频芯片则会通过消化道排出体外。

研究人员表示，这种系统可能对需要服用免疫抑制药物的移植患者，或者需要长期治疗的感染者（比如HIV或结核病患者）非常有帮助。

麻省理工学院机械工程副教授、布莱根和妇女医院的胃肠病学家、麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的副成员乔瓦尼·特拉维索说：“我们的目标是确保这能帮助人们获得所需的治疗，从而最大限度地提高他们的健康。”

特拉维索是这项新研究的主要作者，该研究发表在自然通讯上。麻省理工学院的研究科学家梅赫梅特·吉拉伊汉·赛和前麻省理工学院的博士后肖恩·尤是论文的共同作者。

能与外界沟通的药丸

患者未按处方服药是一个重大挑战，每年导致数十万例可预防的死亡和数十亿美元的医疗费用。

为了让人们更方便地服用药物，Traverso的实验室正在研发输送胶囊，这些胶囊可以在消化道中停留数天或数周，并在预定时间释放药量。

“我们开发了可以在体内停留很长时间的系统，知道这些系统能提高患者的依从性，但我们也意识到，对于某些药物，我们无法改变药丸的形式，”Traverso说。“问题是：我们还能做些什么来帮助患者，并帮助他们的医疗提供者确保他们正在服用药物？”

在他们的新研究中，研究人员专注于一种策略，让医生能够更好地监测患者是否按时服药。利用射频——一种可以从体外轻松检测到的信号类型，并且对人类是安全的——他们设计了一种在患者吞下后能够进行沟通的胶囊。

之前也有尝试开发基于射频的药物胶囊信号设备，但那些设备的组件不易在体内分解，且需要通过消化系统移动。

为了最小化任何胃肠道阻塞的潜在风险，麻省理工学院团队决定创建一个基于射频（RF）的系统，该系统是生物可降解的，这意味着它可以被身体分解和吸收。发射射频信号的天线是由锌制成的，嵌入在纤维素颗粒中。

“我们选择这些材料是因为它们的安全性和环境兼容性都很好，”Traverso说。

锌-纤维素天线被卷起来，和要递送的药物一起放进胶囊里。胶囊的外层由明胶制成，外层涂有一层纤维素和钼或钨，以阻止任何射频信号的发射。

一旦胶囊被吞下，涂层会分解，释放药物和射频天线。然后，天线可以接收外部接收器发送的射频信号，并与一个小型射频芯片配合，发送信号确认胶囊已被吞下。这种通信会在药丸吞下后的10分钟内发生。

射频芯片大约400微米见方，是一种现成的芯片，不可生物降解，需要通过消化道排出。其他所有组件将在一周内在胃里分解。

“这些组件的设计是为了在几天内分解，使用的材料如锌和纤维素具有良好的安全性特征，”Say教授说。

“我们的目标是避免长期积累，同时能够可靠地确认药丸已被服用，随着技术逐步应用于临床，我们将继续评估其长期安全性。”

促进依从性

在动物模型中的测试表明，RF信号成功地从胃内传输，并且可以被外部接收器在最远2英尺的距离内读取。如果将其开发用于人类，研究人员设想设计一种可穿戴设备，可以接收信号并将其传输给患者的医疗团队。

研究人员现在计划进行进一步的临床前研究，并希望能尽快在人体中测试这个系统。一个可能从这种监测中受益的患者群体是最近接受器官移植、需要服用免疫抑制药物以防止身体排斥新器官的人。

“我们希望优先关注那些在不遵医嘱的情况下可能对个人造成严重影响的药物，”Traverso说。

其他可能受益的人群包括最近植入支架并需要服用药物以防止支架阻塞的人，患有慢性传染病（例如结核病）的人，以及那些神经精神疾病患者，他们的病情可能会影响他们按时服药的能力。

更多信息： 可生物降解的 RFID 胶囊用于评估药物依从性，自然通讯（2026）。 DOI: 10.1038/s41467-025-67551-5