厲害了!胃酸竟能給電池供電治療疾病
2017-02-07 18:44
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來(lái)源:環(huán)球醫學(xué)
責任編輯:謝嘉
[導讀] 隨著(zhù)醫療科技的發(fā)展,在體內植入一些醫療設備來(lái)幫助人們治療某些病患或代替某些器官功能已經(jīng)成為一個(gè)趨勢,但是在植入設備時(shí),總會(huì )有一些隱憂(yōu),比如電池續航問(wèn)題,因為很多醫療設備都是由電池驅動(dòng)的,但是傳統的醫療設備電池都存在一些續航、安全方面的問(wèn)題,更換也十分麻煩。
隨著(zhù)醫療科技的發(fā)展,在體內植入一些醫療設備來(lái)幫助人們治療某些病患或代替某些器官功能已經(jīng)成為一個(gè)趨勢,但是在植入設備時(shí),總會(huì )有一些隱憂(yōu),比如電池續航問(wèn)題,因為很多醫療設備都是由電池驅動(dòng)的,但是傳統的醫療設備電池都存在一些續航、安全方面的問(wèn)題,更換也十分麻煩。不過(guò)這個(gè)問(wèn)題現如今不用擔心了,因為研究人員已開(kāi)發(fā)出了靠胃酸驅動(dòng)的新型電池!
近日,美國麻省理工學(xué)院和布萊根婦女醫院的研究人員開(kāi)發(fā)出一種依靠胃酸驅動(dòng)的伏打電池,可產(chǎn)生足夠電力供微型傳感器或藥物輸送設備在體內運行。
研究人員在6日出版的《自然?生物醫學(xué)工程》雜志上撰文稱(chēng),這一新型電源更安全廉價(jià),有望成為目前體內傳感器或藥物輸送設備所用電池的替代品。
該電池設計靈感源于檸檬電池。檸檬電池只需將鍍鋅螺絲釘和銅片插入檸檬,即可利用檸檬酸中的氫離子產(chǎn)生電流。在新設計中,研究人員將鋅和銅制電極放置在微型商用溫度傳感器表面,鋅會(huì )釋放離子到胃液中,利用胃酸驅動(dòng)電路,產(chǎn)生足夠的能源驅動(dòng)傳感器和一個(gè)900兆赫的發(fā)射機。
研究人員首先在豬身上進(jìn)行試驗,實(shí)驗顯示,傳感器平均要用6天才會(huì )通過(guò)豬的消化系統。在胃部時(shí),電池可提供足夠的能量驅動(dòng)傳感器,并每隔12秒發(fā)射一次無(wú)線(xiàn)信號,將數據傳送至2米外的基站;一旦設備進(jìn)入小腸,電池提供的能量會(huì )大幅減少,但仍可在相當長(cháng)的一段時(shí)間內驅動(dòng)設備并傳遞信息,只不過(guò)傳遞頻率會(huì )降低。
目前,該設備原型是一個(gè)直徑12毫米、高40毫米的圓柱體。研究人員認為,通過(guò)定制集成電路,將能量采集器、發(fā)射機和微型處理器集成,可使設備體積縮小三分**。一旦小型化成功,他們將開(kāi)發(fā)其他類(lèi)型的傳感器和應用程序。
研究人員還指出,對于植入式醫療設備來(lái)說(shuō),能源的管理、轉換、存儲和利用始總是挑戰。新研究提供了新思路,使他們意識到可利用人體自身資源開(kāi)發(fā)出完全自我維持的系統。將來(lái)人們或僅靠一個(gè)自供電的“藥丸”就可進(jìn)行持續數周的生命體征監測,相關(guān)數據會(huì )傳送到自己的手機上。
此外,新設備還可用于遞送藥物。研究人員靠此設備成功釋放了封裝在金薄膜中的藥物。
科技改變生活,這話(huà)一點(diǎn)不假。這個(gè)電池的出現,意味著(zhù)未來(lái)人們在向體內植入設備時(shí),就可以利用人體自身資源來(lái)發(fā)電支持這些設備,更加符合生活規律,減去了不少麻煩。
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