新型電池用血糖發電

    一直以來，科學家都在開發一種人體發電技術，希望能夠實現一些醫療器械（比如人工心臟）的供電，改善使用體驗。醫療設備中使用了各種類型的電池。鋰電池具有長壽命和高能量密度的特點，是植入式和可攜式設備的主要能源，以及其他設備的備用能源的首選。使用電池的設備可以從顯示器和工具，如手術鑽頭和機械人，到關鍵設備，如除顫器、運輸呼吸機、心肺機等。瑞士研究人員日前發佈消息稱，研製出一種微型燃料電池，能用血液中多餘的葡萄糖（血糖）發電，便捷可靠地為植入式醫療器械供電，無須外部電源。

    瑞士蘇黎世聯邦理工學院研究人員介紹稱，研究團隊將這種電池與人工模擬胰島B細胞相結合，製造出利用多餘血糖自動驅動胰島素釋放、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製成的電極，能將葡萄糖分解成葡萄糖酸和質子，產生電能。納米材料由無紡布包裹，表面塗有可醫用的海藻酸鹽。電池植入動物體內後，體液浸潤海藻酸鹽，使葡萄糖分子進入燃料電池。

    該學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細胞，能在電壓控制下釋放胰島素。結合上述兩種技術的裝置在血糖過高時會激活燃料電池，分解葡萄糖產生電力，刺激人工模擬胰島B細胞釋放胰島素以降低血糖。血糖回到正常水平後，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，而且燃料電池表現出良好的耐久性。

    研究人員說，根據美國食品和藥物管理局的一項調查，醫院中百分之五十的問題與電池有關；由於電池狀況不佳，設備發生故障和失效。由於這些都是關鍵任務，醫療設備中的電池被例行更換，甚至在它們仍然可用的時候。儘管這種做法減少了關鍵時刻的故障風險，但大量的電池被浪費了。日常還需要全面的測試和可獲得的維護資訊，以減少浪費，同時仍然確保它在時間到來時能夠工作。這種新型燃料電池產生的電能不僅足以驅動體內醫療器械，還有餘力與外部設備如智能手機聯通，幫助患者和醫生監測指標變化、調節體內裝置運行。

    研究人員也表示，如要將這款新型燃料電池的技術應用於人體，還有很長的路要走。下一步團隊從多方面再研究和做試驗，以便更好提高這款燃料電池的效率。

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