一种可滞留在胃里的智能胶囊，能在紧急情况下随时口服给药

传统药物给药方式（包括口服和注射）虽适用于常规治疗，但在需要紧急干预的急性、不可预测医疗情况下常显不足，尤其影响身体和认知障碍患者。例如，偏远地区人员、矿工等可能因药物获取困难或意识障碍无法及时服药；精神病患者在常规给药时可能出现攻击行为。这些挑战凸显了对应急准备和快速响应药物系统的需求。

本研究开发了一种胃滞留机器人胶囊，可口服给药后在胃内自主定位并储存多剂量药物。该系统能长期静默待机，紧急时通过远程触发在数秒内释放药物。其核心设计包括：

1. **胃滞留模块**：采用超弹性镍钛合金框架，口服后在胃内展开，尺寸超过幽门直径以实现滞留。合金臂经抛光去锐边并涂覆生物相容性硅橡胶，确保安全性。在比格犬模型中验证可安全滞留至少10周。

2. **药物释放模块**：灵感来自双组元火箭推进系统，包含液体催化剂（盐酸）、固体推进剂（柠檬酸和碳酸氢钠粉末）及隔离两者的金纳米膜。施加3V电压后，金膜在含氯催化剂中电化学溶解（<60秒），推进剂混合产生二氧化碳压力，驱动活塞推出药物。胶囊可集成4个独立模块，每个容量30mg，支持多次给药。

3. **能量收集模块**：利用胃液作为电解质，通过锌/镁阳极和铜阴极组成的生物 galvanic 电池发电，为系统持续供能，解决可摄入电子设备的长期供电难题。

4. **自毁机制**：采用pH响应性粘合剂（Eudragit L100/S100与甲基丙烯酸甲酯-丁酯共聚物），服役结束后口服碱性溶液可中和胃酸，使粘合剂失效，胶囊结构解体并自然排出。

该胶囊集成所有模块于标准#00号胶囊（8.4mm×27.0mm）中，实现口服给药。在犬模型中验证了三种给药模式：
- **模式1**：智能手机一键触发，释放西替利嗪和拉莫三嗪，30分钟内达治疗血药浓度。
- **模式2**：外部可穿戴传感器（监测心率、血氧）通过闭环算法自动触发，成功缓解阿托品诱导的心动过速。
- **模式3**：内置加速度传感器检测异常运动，在喹吡罗诱导的躁狂模型中5分钟内触发利培酮释放，1小时内达稳定血药浓度。

该系统优势在于长期预置药物、自供能、多剂量精准释放及小型化设计，为脆弱患者群体的应急药物递送提供新范式。未来需优化小型化、提高载药量，并开展长期人体试验验证安全性。