麻省理工：增材制造技术实现无线紧急救援的药物输送装置

2025年7月，来自麻省理工学院（MIT）的研究团队开发了一种新型无线增材制造设备，旨在实现紧急药物输送。这项研究已经发表在Nature Biomedical Engineering期刊上，题目为《Emergency delivery of particulate drugs by active ejection using in vivo wireless devices（通过体内无线设备主动弹射颗粒药物的紧急输送）》。



研究背景
在急性病症（如低血糖、过敏反应和心脏骤停）的紧急治疗中，迅速给药是生死攸关的关键。目前，许多液态药物在存放和运输中存在不稳定性，常常需要冷藏以避免失效。而干颗粒药物尽管稳定，但其输送方式并不便利，往往需在使用前进行重新溶解，增加了实施的复杂性。因此，开发一种既能稳定保存又能迅速释放干颗粒药物的装置显得尤为重要。



研究内容
本研究的核心在于设计并开发一种小型化、轻量级且无线的药物输送装置，能够对干颗粒药物进行有效的存储和主动释放。此装置的体积小于3立方厘米，重量不到2克，采用了增材制造技术（3D打印），将药物以干粉形式储存并能够在体内快速释放。

这款无线药物输送设备利用形状记忆合金（SMA）作为驱动组件，使其能够在接收到热能时快速释放储存的药物。具体而言，设备内部结构包括一个孔状储药仓，用于存储压缩成颗粒的药物，且通过薄膜密封。SMA在加热超过其转变温度时，可以迅速改变形状，完成封闭状态的打开，从而实现药物的释放。其能够穿透因植入而产生的纤维化组织，直接将药物释放到体内，这一特性对于提升系统性药物输送的效率至关重要。


△单剂量和多剂量无线紧急救援芯片的材料与设计

研究者在小鼠模型体内进行了多次实验，验证了该设备在紧急情况下如何快速释放胰高血糖素和肾上腺素等药物，以实现及时的治疗效果。实验结果表明，装置能在5分钟内迅速释放药物，并且在施加药物后，动物的血糖水平迅速得到改善，显示出良好的临床应用潜力。



研究结论
本研究表明，基于增材制造技术的无线药物输送设备能有效克服传统药物输送装置在稳定性和效率上的不足，并实现了紧急情况下的快速药物释放。该设备具备高度的灵活性和可靠性，以及在急救医疗中广泛应用的潜力。

展望
未来，研究团队计划进一步优化设备的设计，包括在大动物模型中的应用验证，以实现更精确的药物剂量控制。此外，研究还将在设备的功耗方面进行降低，以达到全面无线和长续航的需求。随着对干粉药物更高效的副成分筛选和改进，该设备有望在紧急医疗和糖尿病等领域实现更广泛的应用，同时为急救治疗科技发展开辟了新方向。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41551-025-01436-2