综述:先进精密兽医技术与智能丸剂:药物递送、健康监测的创新与未来展望
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时间:2025年09月27日
来源:Journal of Drug Delivery Science and Technology 4.9
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本综述系统探讨了智能丸剂(Smart Bolus)技术在兽医精准医疗中的前沿应用,涵盖控释给药系统、实时生理监测(如温度、pH)及物联网(IoT)、人工智能(AI)整合等创新方向,为提升 livestock健康管理、疾病防控及养殖可持续性提供了突破性解决方案。
随着全球人口增长,畜牧业在满足营养需求的同时面临环境与动物福利的双重挑战。传统兽医治疗依赖固体丸剂(Bolus)进行药物或营养输送,虽能实现一定缓释效果,但缺乏实时监测与精准调控能力。近年来,智能丸剂技术的出现革新了动物健康管理范式,通过集成传感器、无线通信与生物材料,实现了治疗与监测的一体化。
常规兽用丸剂为大体积固体片剂,采用圆柱或卵形设计,用于牛、马、羊等动物的口服给药。其核心功能是通过缓释机制(如扩散、溶蚀或渗透压控制)持续释放活性药物成分(API),确保血药浓度稳定。然而,该方法无法实时反馈动物生理状态,且需重复给药,易导致应激反应与操作成本上升。
技术驱动下,兽医系统逐步融合计算机软件、传感技术与连通性解决方案,提升养殖效率与动物福祉。智能传感、物联网(IoT)及人工智能(AI)分析成为核心创新点,推动畜牧业向数据驱动的精准管理转型。
智能丸剂是一种高级口服装置,专为反刍动物(如牛、羊)设计,超越传统丸剂的单一给药功能。其分为两类:一是药物/营养递送丸剂,采用控释技术(如扩散控制、溶蚀基质或渗透泵)精确调节API释放;二是监测型丸剂,集成温度、pH、压力传感器及无线发射器,实时采集体内数据并传输至外部系统。部分先进设备还结合两者,同步实现治疗与监测功能。
给药途径依动物物种、健康状况及治疗目标而定。常见方式包括口服(适用于反刍动物瘤胃滞留)、植入式设备(用于皮下或组织监测)及靶向胃肠道递送系统。剂型设计涵盖多层基质、微胶囊、生物可降解聚合物(如PLGA)及3D打印结构,以优化API释放动力学与生物相容性。
智能技术助力精准畜牧业,通过连续监测关键生理参数(如体温、pH值、药物浓度)实现早期疾病诊断、热应激管理、饲料优化与生殖健康评估。专为反刍动物(犊牛、山羊、鹿)设计的设备能有效监测代谢健康,并提供靶向治疗(如抗生素或营养素),减少人工干预。物联网平台与区块链溯源进一步增强了数据可靠性与管理效率。
新兴技术(如5G、机器人、AI算法)将推动兽医护理向全连接、智能化方向发展。产业机遇涵盖传感器微型化、能源获取技术(如生物燃料电池)、可降解电子设备及数据安全解决方案。然而,成本控制、规模化生产、长期生物相容性及跨物种适用性仍是主要挑战。标准化法规与农场基础设施适配也需同步推进。
智能丸剂技术通过融合精准给药与实时监测,显著提升动物健康管理水平。其集成化、数据驱动的特性为可持续畜牧业奠定基础,未来有望通过技术迭代与跨学科整合,实现更高效、低干预的兽医护理体系。
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