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高端医疗设备展护航研发设计,用血糖发电!这种电池比指甲盖略大

2023-04-04

植入式医疗设备,如心脏起搏器、植入除颤器等,对其使用的一次性电池的性能有极高的技术要求,如高能量密度、高放电功率、系统稳定安全性等。从发展最初期的镍镉,锌汞电池,到后来的锂-碘,核能(钚)电池,再到最新的锂-氟化碳,银钒氧化物电池,每一代植入电池性能的极大提升都在帮助医疗设备功能的快速发展。

高端医疗设备展Medtec China 2023近期了解到瑞士研究人员研发新型植入式燃料电池,可利用血糖发电。瑞士研究人员研制出一种微型燃料电池,能用血液中多余的葡萄糖(血糖)发电,便捷可靠地为植入式医疗器械供电,无需外部电源。

瑞士苏黎世联邦理工学院研究人员近期在德国《先进材料》杂志上发表论文说,他们将这种电池与人工模拟胰岛B细胞相结合,制造出利用多余血糖自动驱动胰岛素释放、电能自给自足的装置,在动物实验中取得成功。
新型燃料电池比人类指甲盖略大其核心部件是由含铜的纳米材料制成的电极,能将葡萄糖分解成葡萄糖酸和质子,产生电能。纳米材料由无纺布包裹,表面涂有可医用的海藻酸盐。电池植入动物体内后,体液浸润海藻酸盐,使葡萄糖分子进入燃料电池。

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该学院研究人员此前曾用基因工程手段培育出人工模拟胰岛B细胞,能在电压控制下释放胰岛素。结合上述两种技术的装置在血糖过高时会激活燃料电池,分解葡萄糖产生电力,刺激人工模拟胰岛B细胞释放胰岛素以降低血糖。血糖回到正常水平后,燃料电池停止运作,胰岛素释放中止。在患有Ⅰ型糖尿病的小鼠身上,该装置有效控制了血糖,而且燃料电池表现出良好的耐久性。
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研究人员称,这种燃料电池产生的电能不仅足以驱动体内医疗器械,还有余力与外部设备如智能手机联通,帮助患者和医生监测指标变化、调节体内装置运行。不过研究人员也表示,要将该技术应用于人体,还有很长的路要走。
消息来源:央视新闻客户端
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