诊断和治疗胃肠道疾病是出了名的侵入性和耗时:血液和粪便实验室检查;活检、结肠镜检查和内窥镜检查;x光、CT扫描和核磁共振成像。但是，如果有一种替代方法，就像服用拜耳阿司匹林一样简单呢?
马里兰大学詹姆斯克拉克工程学院MEMS传感器和执行器实验室(MSAL)的研究人员开发了一种可食用胶囊，采用新的包装技术，可以在胃肠道的恶劣环境中保护其微小组件，然后在输送药物，显示传感器或执行其他功能所需的精确时刻和位置溶解。
他们的研究发表在《微系统与纳米工程》杂志上，描述了这种被称为独立区域反应双分子层(FRRB)的包装如何在胶囊导航胃肠道时保护胶囊，并执行复杂的诊断和治疗任务，如传感、监测和药物输送。
该论文的第一作者、生物工程博士生迈克尔·斯特雷克说:“可消化的胶囊装置是医疗技术的下一个前沿。”FRRB是一种简单而优雅的解决方案，解决了开发这些设备的主要挑战之一。它可以用于开发创造性的新设计，允许敏感的致动器和传感器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，电气与计算机工程博士生Justin Stine, Vivian Borbash '22，研究助理Luke Beardslee和Herbert Rabin杰出工程主席Reza Ghodssi，他指导了MSAL。
他们的工作重点是解决自身免疫性疾病，如炎症性肠病，其中包括克罗恩病和溃疡性结肠炎，根据疾病控制和预防中心的数据，有300多万美国人受到这种疾病的影响。它最终也可能对涉及肠脑连接的疾病有用，比如抑郁症。
多年来，制药公司一直依靠ph响应材料，通常被称为“肠”涂层，将药物输送到体内;它被用于许多人为了心脏健康而服用的日常阿司匹林中。但肠道涂层还不够复杂，不足以保护可食用胶囊在通过胃肠道到达预定目的地——肠道的过程中，免受酸性液体和固体的侵害。它必须保持完整，这样传感器或药物等组件才能在适当的时候被揭开并释放出来。
已经尝试过的一个想法是在胶囊中添加一个打开机制。然而，这种机制可能体积庞大，增加了设备的复杂性和重量。它们也可能需要来自太空舱外的高功率设备的刺激。
由MSAL开发的FRRB是一个更通用的选择，MSAL是一个专注于微机电系统(MEMS)的研究小组，在可消化胶囊的开创性研究方面有着悠久的历史。它可以很容易地应用于各种可摄取的胶囊成分，可以制成多种形状，并且可以保护胃肠道内那些脆弱的成分，直到它们到达预定的目的地，然后溶解掉，这样它们就可以按顺序执行设计的功能。
Ghodssi说:“我们期望这种制造方法将扩大开发用于医疗监测、治疗和预防应用的微创微/纳米/生物设备和系统的设计范例。”
