
对于全球数百万胃部疾病患者而言,传统内窥镜(Endoscopy)因需将导管经咽喉深插至胃部,其带来的物理痛苦与心理压力往往令人生畏。近日,荷兰特文特大学(University of Twente)TechMed 中心的一项研究为消化道检查带来了革命性方案:一种名为 SeroTab 的可吞咽软体机器人,实现了在无电池、无芯片、无电子元件的情况下,完成实时胃酸监测与靶向采样。
该研究成果于 5 月 8 日发表在《科学进展》(Science Advances)上。这种形似“滑行企鹅”的微型设备,不仅有望降低胃检的门槛,更为医疗资源匮乏地区的非侵入式诊断开辟了新路径。
磁驱动仿生:胃壁上的“滑行企鹅”
SeroTab 最显著的特征在于其“全软体、无源化”的设计。为了彻底摆脱传统电子设备对电池和刚性电路板的依赖,研究团队转向了先进的磁驱动机制。
研究人员在机器人基座中嵌入了磁性微粒。医生仅需在患者体表移动手持磁铁,即可通过磁场耦合作用远程操控机器人的位移与形变。论文通讯作者 Venkat Kalpathy Venkiteswaran 表示,该机器人的运动逻辑模拟了企鹅在冰面上腹部滑行(Penguin sliding on its belly)的动作,这种低重心的滑行模式使其能紧贴起伏不平的胃壁平稳移动。
物理感测:将化学变化转化为超声信号
由于体内不含传感器电路,SeroTab 如何将胃部环境信息传递至体外?团队利用了材料科学的精密特性:
-
酸度实时监测:SeroTab 核心装载有一种特殊的感测凝胶,其物理体积会随胃酸浓度实时膨胀。凝胶内部嵌入了特殊设计的刻度盘(Special disks),这种物理刻度能够被标准的体外超声扫描仪(Ultrasound scanner)清晰捕捉。医生通过观测刻度盘的位移,即可直观推算出胃内 pH 值,无需任何电子信号传输。
-
无线电遥控采样:除了监测,SeroTab 还是一个微型“采样器”。通过体外发射特定频率的无线电波(Radio wave),可以激活机器人内部的物理泵结构,将胃液吸入内部的物理腔室。在检查结束后,该装置随消化系统排出,腔室内的样本即可用于生化分析。
临床前瞻:20分钟诊室化胃检
相比传统胃镜对专业内镜室、麻醉团队以及复杂消毒流程的依赖,SeroTab 展现出了极高的临床敏捷性。
研究团队指出,这一全过程有望在普通诊所内 20 分钟内完成。这种“即吞即检”的模式,极大简化了消化道筛查流程。对于医疗基础设施薄弱、内窥镜普及率低的地区,SeroTab 提供了一种高性价比的替代方案。
目前,该机器人已在动物模型中成功验证了其功能可靠性。研究人员透露,下一代版本将尝试集成消化道出血探测和温度实时监测功能。随着该技术的成熟,非侵入式、无痛化的胃部检查正从实验室走向现实。
参考文献:Chen Wang et al, Electronics-free soft robotic minitablet for on-demand gastric molecular sensing and diagnostics in vivo, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aea3309. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aea3309
编辑:王洪
排版:李丽





评论 (0)