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新型植入式燃料電池可用血糖發(fā)電

發(fā)布時間:2023-04-20 10:06:00來源: 光明網(wǎng)-《光明日報》

  瑞士研究人員研制出一種微型燃料電池,能用血液中多余的葡萄糖(血糖)發(fā)電,便捷可靠地為植入式醫(yī)療器械供電,無須外部電源。

  瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院研究人員近期在德國《先進材料》雜志上發(fā)表論文說,他們將這種電池與人工模擬胰島B細(xì)胞相結(jié)合,制造出利用多余血糖自動驅(qū)動胰島素釋放、電能自給自足的裝置,在動物實驗中取得成功。

  新型燃料電池比人類指甲蓋略大,其核心部件是由含銅的納米材料制成的電極,能將葡萄糖分解成葡萄糖酸和質(zhì)子,產(chǎn)生電能。納米材料由無紡布包裹,表面涂有可醫(yī)用的海藻酸鹽。電池植入動物體內(nèi)后,體液浸潤海藻酸鹽,使葡萄糖分子進入燃料電池。

  該學(xué)院研究人員此前曾用基因工程手段培育出人工模擬胰島B細(xì)胞,能在電壓控制下釋放胰島素。結(jié)合上述兩種技術(shù)的裝置在血糖過高時會激活燃料電池,分解葡萄糖產(chǎn)生電力,刺激人工模擬胰島B細(xì)胞釋放胰島素以降低血糖。血糖回到正常水平后,燃料電池停止運作,胰島素釋放中止。在患有Ⅰ型糖尿病的小鼠身上,該裝置有效控制了血糖,而且燃料電池表現(xiàn)出良好的耐久性。

  研究人員說,這種燃料電池產(chǎn)生的電能不僅足以驅(qū)動體內(nèi)醫(yī)療器械,還有余力與外部設(shè)備如智能手機聯(lián)通,幫助患者和醫(yī)生監(jiān)測指標(biāo)變化、調(diào)節(jié)體內(nèi)裝置運行。不過研究人員也表示,要將該技術(shù)應(yīng)用于人體,還有很長的路要走。

    (新華社發(fā))

(責(zé)編:李雅妮)

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