在深海中，珊瑚通过复杂多孔的结构孕育出多样的微生物群落。如今，科学家借鉴这一自然设计，研发出一款名为 CORAL（Cellularly Organized Repeating Lattice） 的可吞服胶囊，能够采集到来自人体小肠这一“隐秘区域”的细菌。
该胶囊由纽约大学坦登工程学院和纽约大学阿布扎比分校（NYUAD）的 Khalil Ramadi 团队研发，是首个被动、非侵入式获取上消化道微生物的工具。研究成果已发表在《Device》期刊。胶囊进入人体后，依靠消化道的自然运动将细菌“捕获”在其多孔结构中，并随体内代谢排出体外。
长期以来，科研人员大多依赖粪便样本研究肠道菌群，但这些样本主要反映的是结肠中的微生物。“粪便样本采集容易，但并不能真实反映小肠等特定部位的菌群构成。” Ramadi指出。而小肠是人体最大的黏膜表面，富含受体、免疫细胞和神经元，是宿主与微生物互动的关键场所，对代谢与免疫都有着重要作用。
研究显示，多种疾病，包括免疫紊乱、代谢病和内分泌疾病，可能起源于小肠的独特菌群。NYUAD生物学助理教授 Aashish Jha 表示：“CORAL胶囊能够捕获过去无法触及的小肠细菌，这为早期疾病检测和靶向治疗开辟了新途径。”
CORAL 的设计灵感源自珊瑚的几何结构，采用 三重周期最小曲面（TPMS） 建模，形成迷宫般的通道网络，既能有效捕捉细菌，又可安全通过消化道。与依赖磁力、机械装置或电子元件的传统采样工具不同，CORAL 胶囊完全被动运行，仅通过一次性 3D 打印制造，无需电池或复杂部件。其特殊涂层确保胶囊在抵达小肠后才开始采样，从而避免胃酸干扰。
在动物实验中，CORAL 成功捕获到与粪便样本显著不同的小肠菌群，例如富含适应酸性环境的 乳酸杆菌（Lactobacillus），而这些菌通常在大肠中难以检出。
这项研究是 Ramadi 团队探索“电药学”（Electroceuticals）的一部分。他们希望通过可吞服的电学装置而非传统药物，实现疾病诊断与治疗，尤其是在免疫和代谢领域。
未来，研究团队计划将胶囊放大至常规药片大小，并解决人体试验中涉及的安全性与回收方式问题，例如通过磁力定位。该团队正与阿布扎比卫生部门及创新孵化平台 StartAD HealthX 合作，加速技术转化和商业化。
该论文的合作者还包括 NYUAD 的 Sadaf Usmani、Brij Bhushan、Anique Ahmad、Oraib Al-Ketan、Ahmed A. Shibl、Maylis Boitet、Heba Naser，以及同时隶属 NYUAD 和 NYU Tandon 的 Devjoy Dev。
参考文献：Passive intestinal microbiome sampling using an ingestible device with tortuous lattices, Device (2025). DOI: 10.1016/j.device.2025.100904. www.cell.com/device/fulltext/S2666-9986(25)00217-0
编辑：王洪
排版：李丽
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