MIT研發：紙基可吞服電池，吞進胃裏最多供電3天！

引言：吞下一節電池，通常意味着掛急診。

但2026年9月21日美國麻省理工學院（MIT）的團隊發表在《自然-化學工程》上的一項研究突破了想象力，製造出了一種紙基電池，從設計之初就是爲了被人體吞服。

它以鎂爲負極、三氧化鉬爲正極，峯值開路電壓可達 1.84 伏；在豬胃的生理環境中，它能穩定工作最長 3 天，隨後完全自行降解，無有毒殘留。

論文通訊作者Giovanni Traverso身兼MIT機械工程教授與布萊根婦女醫院胃腸科醫師，其團隊深耕可吞服電子設備十年，此次突破直接解決了體內醫療裝置的電源安全痛點。

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一、可吞服裝置的瓶頸是電源

膠囊內鏡已經在業內使用了二十多年，醫生靠它檢查小腸；更前沿的電子藥丸能監測生命體徵、遞送藥物，Traverso團隊自己就做過監測體溫、遞送多種藥物、檢測阿片類藥物過量的膠囊。

這些裝置要主動工作，需要電。

MIT News的報道梳理了團隊此前的三種供電思路：體外無線輸電、從消化道採集能量，或者直接裝紐扣電池。

2017年2月，團隊展示過一種利用胃酸發電的傳感器，但能量採集方案的功率低且不穩定；紐扣電池通常含鋰或氧化銀，一旦外殼在消化道里破損，就可能帶來安全風險。

這次的目標是把電源本身做成能被身體處理的東西。

Traverso的說法是：這些材料的安全性是已知的，最大的考量就是選擇人體能耐受的材料。

二、鎂、紙和蠟的三明治

新電池的電極是鎂（負極）和三氧化鉬（正極），兩種材料少量攝入對人體相對安全，且都能在體內降解。

把電極粘在一起的是纖維素納米纖維，本質上就是紙。

此前的可降解電池多用笨重的粘合劑把大顆粒電極材料壓成厚電極，降解得慢；

纖維素纖維堅固、多孔、夠薄，電極顆粒直接嵌進它的孔隙裏。

「我們的靈感部分來自那些外層包裹着可食用米紙的糖果」——這是Traverso在《自然》新聞稿裏的原話。

電解質是電池裏負責在兩個電極之間搬運電荷的部分，常見電解質往往有毒。

IEEE Spectrum對研究者的採訪寫明，這次用的是氯化膽鹼和乳酸配成的可生物降解離子液體凝膠。整個系統外面再封一層天然蠟（蜂蠟與小燭樹蠟）。

蠟層的厚薄控制着胃液滲入的速度，如果胃液太快到達電池，容量會提前衰減；如果封裝撐得太久，裝置又沒法按計劃降解。

團隊做了兩種規格：直徑7.5毫米的圓片，和長24毫米的長條，分別裝進兩種可吞服膠囊，對應不同的應用。

三、豬豬胃裏的三天

測試先在體外進行。

把電池泡進模擬胃液，電池正常工作約3天后性能開始緩慢下降；根據《自然》新聞稿的說法是，電池約兩週內開始碎裂，數月後才完全溶解。

動物實驗裏，團隊用膠囊把電池送進豬胃，X光片確認裝置在胃裏停留了至少3天，位置沒有遷移，3天后仍保留可用的電量。

C&EN的報道稱，團隊在第24小時和第72小時取出電池實測輸出，電壓從1.84伏降到1.45伏。

四、兩個成果

第一項是通訊。

圓片電池給一枚可降解RFID標籤供電，標籤由鉬和纖維素製成。

這套系統叫SAFARI，團隊2026年1月發過一版，用無源標籤、靠採集能量供電，通訊距離受限。

換成電池供電後，裝置能從消化道內持續發射信號。

膠囊在豬食道里時，標籤與1.5米外的接收器保持穩定通訊，醫生藉此能確認患者是不是真的把藥吞了。

第二項聽起來有點兇殘：電擊胃。

2023年4月，團隊報告過一種貼在胃壁上的刺激裝置，電流能刺激胃裏的內分泌細胞分泌胃飢餓素（ghrelin）

一種主要由胃分泌、負責告訴大腦你餓了的激素。

提升飢餓素分泌的潛在用途是治療噁心或食慾喪失類疾病，比如癌症等慢性病患者可能出現的惡病質。

舊版裝置用的是兩粒氧化銀紐扣電池，和FDA已批准的可吞服裝置裏用的同類。

換上新電池後，除了一塊印刷電路板，整個裝置幾乎都能被身體吸收。

這次實驗裏，長條電池足以支撐連續3天的電刺激；對豬胃刺激20分鐘，血胃飢餓素水平最高提升約50%，假刺激對照組沒有提升，也未觀察到與電刺激相關的明顯組織損傷。

五、目前並非完全體

這項工作離完全體還有距離。

首先，測試只用了少數動物；

並且，RFID芯片和電刺激裝置的電路板不可生物降解，需要自然排出體外；

用於人體測試前，還需要更多研究評估長期安全性，並做出完全可生物降解的裝置。

團隊正在原型機上把電池和可降解天線、RFID系統整合，目標是在大約兩年後啓動用藥監測裝置的人體臨牀試驗。

可吞服裝置的電池最終會隨排泄物進入污水系統，好在材料在環境裏也會降解。

六、總結一下

MIT團隊用鎂、三氧化鉬、纖維素和蠟，研發出了一款峯值開路電壓1.84伏的紙基可吞服電池。它在豬胃裏最多正常工作3天，給RFID標籤供電實現了與1.5米外接收器的穩定通訊，電刺激20分鐘讓胃飢餓素最高提升約50%，然後自行降解。

不過，距離人體應用還差完全可降解的電路和更長期的安全性數據。

本期話題：醫生開處方讓你吞一粒電池，你敢吞嗎？

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本期參考文獻：

[1] Say M G, Erus A, et al. Bioresorbable batteries for transient ingestible bioelectronics. Nature Chemical Engineering, 2026-09-21. DOI: 10.1038/s44286-026-00443-7（論文正文：1.84伏峯值電壓、豬胃內3天、食道RFID與1.5米通訊、20分鐘電刺激與胃飢餓素數據、降解時間線、研究侷限說明；本文圖1至圖4出處）

[2] MIT News（Anne Trafton）. Batteries that safely break down in the GI tract could improve ingestible devices. 2026-09-21. https://news.mit.edu/2026/batteries-safely-break-down-in-gi-tract-could-improve-ingestible-devices-0921（兩種電池尺寸7.5毫米/24毫米、紐扣電池安全風險、2023年裝置原用兩粒氧化銀紐扣電池、SAFARI人體臨牀試驗計劃約兩年後啓動、資助信息；本文封面圖出處）

[3] Nature新聞稿（Katherine Bourzac）. Edible batteries power medical devices in the body. Nature, 2026-09-21. https://www.nature.com/articles/d41586-026-02987-3（糯米紙靈感爲Traverso原話引述；模擬胃液中兩週內開始碎裂、數月後完全溶解）

[4] IEEE Spectrum（Charles Q. Choi）. Ingestible Paper Battery Powers Biodegradable Medical Devices. 2026-09. https://spectrum.ieee.org/smart-pills-ingestible-biodegradable-battery（纖維素納米纖維粘合電極、氯化膽鹼+乳酸離子液體電解質、天然蠟封裝調控壽命的Traverso採訪引述）

[5] 中國新聞網（孫自法）. 國際最新研發出能給醫療裝置供電的可吞服紙電池 展現應用前景. 2026-09-23（1.84伏、豬胃最多3天、1.5米通訊、作者關於動物數量有限與電路板不可降解的提醒）

[6] 中國科學報/科學網. 可吞服紙電池能夠給醫療裝置供電. 2026-09-23. https://news.sciencenet.cn/htmlpaper/2026/9/202692385648177155897.shtm（與中新網稿互相印證的核心數據）

[7] MIT News. Ingestible capsule stimulates hunger-regulating hormone. 2023-04-26. https://news.mit.edu/2023/ingestible-capsule-stimulates-hunger-regulating-hormone-0426（2023年胃電刺激裝置與胃飢餓素機制）

[8] MIT News. Engineers harness stomach acid to power tiny sensors. 2017-02-06. https://news.mit.edu/2017/engineers-harness-stomach-acid-power-tiny-sensors-0206（早期胃酸供能方案）

[9] MIT News. Pills that communicate from the stomach could improve medication adherence. 2026-01-08. https://news.mit.edu/2026/pills-communicate-from-stomach-could-improve-medication-adherence-0108（SAFARI系統無源RFID前身）

[10] C&EN（Mitch Jacoby）. This battery is ready to eat. Chemical & Engineering News, 2026-09. https://cen.acs.org/materials/energy-storage/ingestible-battery-electrode-biodegradable/104/web/2026/09（電壓3天內從1.84伏降到1.45伏；24小時與72小時取出實測；陰極由纖維素納米纖維、三氧化鉬與活性炭構成；RFID芯片不可降解但自然排出）