可攝入傳感器的未來可能是硅基電路和可生物降解材料的混合體，電池由營養(yǎng)物質制成并依靠胃液運行。至少，這是卡內基梅隆大學材料科學和生物醫(yī)學工程助理教授克里斯托弗貝廷格的愿景。他的團隊正在研究可食用電子產品以及為它們供電的方法。可攝入傳感器可以提供細菌感染早期跡象的腸道檢查，尋找克羅恩病等胃腸道疾病的癥狀，監(jiān)測藥物的攝入，甚至研究人體內的微生物組。

我認為很多人通過外部射頻手波為這些設備供電，但身體是一個非常好的法拉第籠"

一些可攝入的傳感器，例如含有攝像頭的透明藥丸，可以近距離檢查胃腸道，已經存在，但它們存在卡住并需要手術移除的風險。研究人員正在研究由明膠和靛藍等生物相容性材料制成的設備。Bettinger 認為訣竅是用硅制造邏輯電路，利用該技術的復雜性，但將它們封裝在，比方說，一種可生物降解的水凝膠中，這種水凝膠可以從狹窄的開口中擠出。其他部件，如天線和電池，將由有機材料和其他生物安全材料制成。

“如果你真的想在臨床環(huán)境中使用這些，我們認為硅非常好，”貝廷格說，他在最新一期的生物技術趨勢中撰寫了一篇關于下一代設備的評論文章。

主要問題之一是如何為傳感器供電。“我認為很多人通過外部 RF 用手波為這些設備供電，”他說，“但身體是一個非常好的法拉第籠”，這將阻止射頻能量到達傳感器。他的團隊制造了一種電池，其陰極由黑色素(使頭發(fā)和皮膚著色的色素)制成，陽極由氧化錳制成，錳是一種在神經功能中發(fā)揮作用的礦物質。電池采用開放式設計，因此當它撞擊胃部時，胃腸液充當電解質并傳輸電流，就像救生衣掉入海水中時應急燈亮起一樣。 在實驗室測試中，它可提供長達 20 小時的 5 毫瓦功率。

各種礦物質，如錳、鎂和銅被認為是必需的營養(yǎng)素，可用于制造電子產品，其用量低于美國 食品和藥物管理局的“每日推薦攝入量”，這應該有助于說服該機構相信它們的安全性，Bettinger說。“我們認為我們可以去 FDA 并說，'這是一種電池化合物，由已經存在于我們體內的物質和水組成，'”他解釋道。即使是硅，如果它與身體相互作用，也會變成硅酸，這對健康有一定好處。

至于黑色素，Bettinger 說，“一份魷魚墨意大利面中的黑色素已經比我們電池中的黑色素多了。”

食用電子產品的愿景可能并不遙遠。位于加利福尼亞州紅木海岸的Proteus Digital Health已經制造了一種可吸收傳感器，可以將數據發(fā)送到貼在皮膚上的貼片上。本月早些時候，他們和日本東京的Otsuka Pharmaceutical向 FDA 提交了藥物與智能藥丸的首次組合申請。然后希望出售一種 Abilify 藥丸，一種治療精神障礙的藥物，其中嵌入了 Proteus 傳感器以監(jiān)測藥物攝取。

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