口服药因无创、易操作、接受度高,是临床及日常健康管理的核心给药方式。但急性场景下,传统口服药依赖自主吞咽,注射需专业操作,均难满足时效与安全需求;野外人员、认知障碍者常因无法自主服药延误救治,精神病患者给药还存安全风险。现有应急方案不兼容口服制剂,且有手术植入、储药不安全等问题。紧急口服给药系统需一键激活、60秒释药、体内储药,现有技术难兼顾,凸显研发适配系统的迫切性。

2025年10月31日,浙江大学药学院南科望研究员团队在Science Advances发表题目为“A gastric retentive robotic capsule enables emergency-prepared and responsive oral drug delivery in canine models”的论文。通过采用生物相容性超弹性镍钛合金构建胃驻留模块、定制金纳米膜触发的药物喷射系统,并集成多模式激活与安全降解机制,实现了口服胶囊在胃内长期驻留(比格犬体内至少10周)、紧急情况下快速精准释药(60秒内完全释放)及安全可控移除。
胶囊设计如图1所示。胶囊口服后,其生物相容性超弹性镍钛合金支架展开至超过幽门直径,确保在胃内安全滞留至少10周(比格犬活体实验验证),期间预载药物处于随时待激活状态。针对不同医疗场景,系统提供三种触发模式:模式1通过智能手机蓝牙一键人工控制;模式2/3采用闭环症状监测系统自动给药,其中模式2依赖外部穿戴式传感器,模式3则内置传感器以降低功耗与体积。释药机制采用创新性化学推进系统——施加3V电压溶解金纳米隔膜后,盐酸催化剂与柠檬酸/小苏打推进剂混合反应产生二氧化碳气体,驱动活塞排出药物,四组独立药室(单室容量30mg)可应对多月服务期内的多次紧急需求。胶囊整体集成在00号胶囊标准尺寸内,安全设计包括抛光处理的合金支架表面与硅胶缓冲涂层,显著降低组织损伤风险。胶囊完成任务后,服用碱性溶液即可中和胃酸并弱化pH敏感粘合剂,使滞留结构可控分解并自然排出体外。

浙江大学博士研究生黄浩和浙江大学药学院博士后樊云龙为共同第一作者,浙江大学南科望研究员,香港城市大学于欣格教授为共同通讯作者。



