众所周知，诊断和治疗胃肠道疾病可能是侵入性和耗时的：血液和粪便实验室工作;活检、结肠镜检查和内窥镜检查;以及 X 射线、CT 扫描和 MRI 成像。但是，如果有像服用拜耳阿司匹林这样简单的替代方案呢?

马里兰大学 A. James Clark 工程学院 MEMS 传感器和执行器实验室 (MSAL) 的研究人员开发了一种采用新包装技术的可摄入胶囊，可以在有时恶劣的胃肠道环境中保护其微小组件，然后在输送药物所需的精确时刻和位置溶解， 显示传感器或执行其他功能。

他们的研究发表在Microsystems&Nanoengineering上，描述了这种称为独立区域响应双层(FRRB)的包装如何在导航胃肠道并执行复杂的诊断和治疗任务(如传感，监测和药物输送)时保护胶囊。

“可摄入的胶囊设备是医疗技术的下一个前沿，”该论文的第一作者，生物工程博士生Michael Straker说。“FRRB是一个简单而优雅的解决方案，可以应对开发这些设备的主要挑战之一。它可用于开发创造性的新设计，使敏感的致动器和传感器能够毫发无损地到达胃肠道的目标区域。

该论文的共同作者包括材料科学与工程博士生Joshua Levy，电气和计算机工程博士候选人Justin Stine，Vivian Borbash ' 22，研究助理Luke Beardslee和Herbert Rabin工程杰出主席Reza Ghodssi，谁指导MSAL。

根据疾病控制和预防中心的数据，他们的工作重点是解决炎症性肠病等自身免疫性疾病，其中包括克罗恩病和溃疡性结肠炎，影响了3多万美国人。它最终也可能对涉及肠脑连接的疾病有用，如抑郁症。

多年来，制药公司一直依靠pH响应材料(通常称为“肠溶”包衣)将药物输送到体内;它用于许多人为心脏健康服用的日常阿司匹林。但是肠溶包衣还不够复杂，无法保护可摄入的胶囊在通过胃肠道到达预定目的地：肠道时遇到的酸性液体和固体。它必须保持完整，以便传感器或药物等组件可以在正确的时间被发现和释放。

已经尝试过的一个想法是在胶囊中添加一个打开机制。但是，这种机制可能很笨重，并增加了设备的复杂性和重量。它们还可能需要通过高功率设备从胶囊之外进行刺激。

由MSAL开发的FRRB是一个专注于微机电系统(MEMS)的研究小组，在可摄入胶囊方面有着悠久的开创性研究历史，是一种更通用的选择。它可以很容易地应用于各种可摄取的胶囊成分，可以制造成多种形状，并且可以保护胃肠道内的那些脆弱成分，直到它们到达预定目的地，然后溶解掉，以便它们可以按顺序执行它们设计的功能。

“我们期望这种制造方法将拓宽开发用于医疗保健监测，治疗和预防应用的微创微/纳米/生物设备和系统的设计范式，”Ghodssi说。