使用传感器、加热元件和波形弹簧的 3D 打印药物输送系统听起来就像是一台推入医生办公室的机器，而不是突然出现在你嘴里的东西。
然而，马里兰大学的一个工程团队已经开发出一种未来派的新型胶囊，它可以被摄入、引导和激活，以检测、监测和治疗胃肠道的慢性问题。
本周发表在Advanced Materials Technologies杂志上的这项新研究展示了一种可以固定胶囊的微型弹簧致动器，使其能够将药物沉积物输送到胃肠道中的计划位置。由于能够在一段时间内保持原位，胶囊可以根据需要提供多剂量的药物。
“我们的创新是使用混合制造方法的早期例子，将 3D 打印与传统微制造相结合，创造出新的和有影响力的设备，”第一作者、材料科学与工程博士生 Joshua Levy 说。“我们希望我们的工作将有助于形成新形式治疗的基础，并且这些设备最终将带来更好的治疗方法。”
他是 Reza Ghodssi 教授 (ECE/ISR) MEMS 传感器和执行器实验室的成员，该实验室从事胶囊开发已有五年时间。A. James Clark 工程学院为这项研究做出贡献的其他人包括生物工程博士生 Michael Straker、电气和计算机工程博士生 Justin Stine、UMD 研究助理 Luke Beardslee、电气和计算机工程校友 Vivian Borbash '22 和 Ghodssi。所有研究生都与 Robert E. Fischell 生物医学设备研究所有关。
美国约有 310 万人患有慢性胃肠道自身免疫性疾病，如炎症性肠病、克罗恩病和溃疡性结肠炎。在过去的几十年里，医学科学取得了长足的进步，主要是通过药丸、注射和输液等“全身”疗法。不幸的是，随着这些疗法扩散到全身，它们的有效性也会降低。药物不能针对这些肠道疾病的特征性炎症病变，而且治疗会产生大量副作用。
“胃肠道是一条通过身体的通道，它通过与外界的直接联系影响我们是谁，”Ghodssi 说。“这个独特的器官容易受到许多健康方面的重大挑战，从癌症到 IBD 再到神经退行性疾病，以及心理健康问题和代谢疾病。”
胶囊可以执行 GI 成像、气体感应、病变活检和药物输送，并且可以通过 Wi-Fi 和手机应用程序远程控制它们。尽管如此，一个问题仍然存在：如何在消化系统不断搅动的情况下将胶囊固定在适当的位置以输送药物。