智慧膠囊技術突破：以後看腸道不再痛！ 吞顆膠囊， 腸道全都錄！

革新智慧膠囊問世：人體腸道實時監測邁向新里程碑

全球科學家正努力突破隔絕人體與腸道內部世界的限制。近期多篇期刊與研究揭露，一種可口服的「智慧膠囊」技術已成功進入人體實驗階段，能即時記錄腸道內的化學與生理參數，有望為消化道疾病治療、代謝研究及個人化醫療開啟新篇章。

一、研究核心與技術突破

2025 年 7 月 16 日，《Nature Electronics》刊出題為《Measurements of redox balance along the gut using a miniaturized ingestible sensor》的研究報告，首次在 15 位健康受試者體內成功測量氧化還原電位（redox balance）、pH 值與溫度參數。研究團隊由 AniekEven 等學者領銜，其所開發的智慧膠囊稱為 GISMO，尺寸僅 21 mm × 7.5 mm，體積是現行膠囊內視鏡的三分之一左右，並具備低耗能、無需胃腸預處理的特性 (Nature)。

該智慧膠囊內嵌氧化還原電位感測器（ORP）、pH 感測器與溫度感測器，並搭配微型參考電極與無線通訊模組，設計以微瓦電力運行。資料每 20 秒自動回傳至穿戴式接收裝置，完整覆蓋從胃部至大腸的整段腸道 (Nature)。

二、動物與人體驗證成果

研究團隊首先於動物模型進行前臨床測試，確認裝置能準確測量消化道內部環境變化，接著在人體試驗階段成功錄得胃部高氧化（約 +230 mV）、小腸中性偏還原（約 −26 mV）及大腸強還原（約 −323 mV）的氧化還原電位趨勢，每一段區域的變化一致且具代表性 (Nature)。

這些數值與 pH、溫度同步記錄，讓研究人員得以判定智慧膠囊在人體中的運行段位，進而建立個別受試者的腸道參考值。研究指出，觀察到的 ORP 與 pH 結合可用於追蹤腸道動態、判斷蠕動時間，並潛在應用於炎症或黏膜變化的定位分析 (Nature)。

（圖/AI生成示意）

三、其它前沿技術並行發展

與 GISMO 膠囊同步研究進展的還有：

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  加州理工（Caltech） 團隊推出名為 PillTrek 的智慧膠囊，直徑 7 mm、長度 25 mm，可測量 pH、溫度、葡萄糖與神經傳導物質（如血清素、正腎上腺素等）。該裝置使用低耗能電子與電化學感測平台，已於動物模型中測試成功，並計劃進一步進行人體研究，其論文已發表於《Nature Electronics》期刊 (California Institute of Technology)。

  
  


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  UC San Diego 團隊曾於 2022 年發表於《Nature Communications》之研究：開發一款 無電池、生物燃料驅動 的智慧膠囊，用葡萄糖燃料電池作為能源，在豬體內連續監測小腸葡萄糖濃度，記錄頻率高且持續時間可達 2–5 小時，但目前尚未縮小至可進入人體的微型尺寸（目前約 2.6 cm 長，0.9 cm 直徑）(today.ucsd.edu)。

  
  


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  馬里蘭大學 團隊開發一款具備生物阻抗傳感功能的膠囊，能無線監測腸道黏膜通透性變化，為早期偵測炎症性腸道疾病（如 IBD）提供新工具。該成果刊登於《Microsystems & Nanoengineering》期刊 (AZoSensors, Nature)。

  
  


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  OnePlanet／imec 研究中心與奈米科技團隊合作開發出 類似 GISMO 的小型感測膠囊（2.1 cm × 0.75 cm），具備紅氧還原電位、pH 及溫度感測能力，並已於人體志願者身上進行測試與示範（於 2025 年 ITF World 活動實際展示吞服測試）(imec)。

  
  

四、臨床與市場潛力剖析

腸道內環境與全身健康息息相關，不僅關係代謝症候群、肥胖、糖尿病等慢性疾病，也可能與神經性疾病（如帕金森氏症）、癌症風險呈正相關，因此開發無創、即時與連續性監測工具被視為極具潛力的突破方向 (sciencedirect.com, pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)。

GISMO 的真正價值在於：

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  提供 高時間解析度 的原生腸道資料，遠勝傳統糞便分析與內視鏡攝影。

  
  


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  無需預先清腸，提升使用者接受度及臨床操作便利性。

  
  


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  能長時間連續記錄，可偵測早期炎症或黏膜屏障破壞跡象。

  
  

還有其他版本如 PillTrek 可望擴展至測量神經傳導物質、離子與代謝產物，讓醫師更全面掌握腸道生理機制。

（圖/AI生成示意）

五、限制與挑戰：從現在到臨床應用的距離

儘管技術令人振奮，仍有幾項挑戰亟待克服：

六、未來展望：臨床推廣與個人化健康管理

展望未來，智慧膠囊類技術有望在以下領域取得廣泛應用：

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  慢性疾病監控：如潰瘍性結腸炎、克隆氏症、潛在腸道癌前病變等，可設定定期監測機制，提高診斷與治療準確性。

  
  


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  代謝與營養動態跟踪：可整合飲食、菌叢與代謝資料，協助制定個人化飲食計畫，改善肥胖、代謝症候群等問題。

  
  


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  微生物組研究：透過同步測量 ORP 與其他代謝指標，可深化對腸道菌群代謝機制的理解。

  
  


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  快速居家診斷：未來推出像 PRIM 色變膠囊 一種僅需吞服後觀察糞便顏色變化，就能非侵入性偵測炎症反應的技術，甚至可在家完成糞便外觀判讀（靈敏度約 78%、特異度約 72%、生產成本低至 0.38 美元）(news-medical.net)。

  
  

這些技術俱備低成本、高可接受性與模組化設計，可望與 AI、大數據、遠距醫療平台結合，形成完整的智慧健康生態系。

七、總結

從一粒比藥丸還小的膠囊到搭載高精度化學感測器的平台，研究者與工程師正將腸道內部的神祕世界逐步揭開。GISMO 膠囊已完成人體測試，PillTrek 則正在縮小與擴充功能階段；無電池燃料電池系統與色變膠囊也快速發展中。

這些創新接軌臨床與消費應用的步驟，將實現從侵入性檢查至非侵入性、即時、持續監測的轉變。未來幾年，腸道健康智能膠囊或將成為醫生與消費者進行診斷、監控、新療法評估的重要工具。

儘管仍需經過更多臨床試驗與技術優化，但這些突破無疑預示了個人化消化道健康管理的黃金時代正緩緩來臨。

✦ 相關研究與新聞來源一覽：

• 
  

  Measurements of redox balance along the gut using GISMO（Nature Electronics, 16 July 2025）(Nature)

  
  


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  Caltech 發表 PillTrek 智慧膠囊技術與期刊論文（Nature Electronics, 同期報導）(California Institute of Technology)

  
  


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  UC San Diego 無電池、葡萄糖驅動智慧膠囊（Nature Communications, 2022）(today.ucsd.edu, Nature)

  
  


• 
  

  馬里蘭大學生物阻抗傳感器裝置研究（Microsystems & Nanoengineering, 2025）(AZoSensors)

  
  


• 
  

  PRIM 便便色變膠囊偵測腸道炎症研究（Device, July 2025）(news-medical.net)

  
  

• 紐約郵報

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