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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來源:環球醫學
責任編輯:謝嘉
[導讀] 隨著醫療科技的發展,在體內植入一些醫療設備來幫助人們治療某些病患或代替某些器官功能已經成為一個趨勢,但是在植入設備時,總會有一些隱憂,比如電池續航問題,因為很多醫療設備都是由電池驅動的,但是傳統的醫療設備電池都存在一些續航、安全方面的問題,更換也十分麻煩。
隨著醫療科技的發展,在體內植入一些醫療設備來幫助人們治療某些病患或代替某些器官功能已經成為一個趨勢,但是在植入設備時,總會有一些隱憂,比如電池續航問題,因為很多醫療設備都是由電池驅動的,但是傳統的醫療設備電池都存在一些續航、安全方面的問題,更換也十分麻煩。不過這個問題現如今不用擔心了,因為研究人員已開發出了靠胃酸驅動的新型電池!
近日,美國麻省理工學院和布萊根婦女醫院的研究人員開發出一種依靠胃酸驅動的伏打電池,可產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?生物醫學工程》雜志上撰文稱,這一新型電源更安全廉價,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,鋅會釋放離子到胃液中,利用胃酸驅動電路,產生足夠的能源驅動傳感器和一個900兆赫的發射機。
研究人員首先在豬身上進行試驗,實驗顯示,傳感器平均要用6天才會通過豬的消化系統。在胃部時,電池可提供足夠的能量驅動傳感器,并每隔12秒發射一次無線信號,將數據傳送至2米外的基站;一旦設備進入小腸,電池提供的能量會大幅減少,但仍可在相當長的一段時間內驅動設備并傳遞信息,只不過傳遞頻率會降低。
目前,該設備原型是一個直徑12毫米、高40毫米的圓柱體。研究人員認為,通過定制集成電路,將能量采集器、發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,他們將開發其他類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說,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發出完全自我維持的系統。將來人們或僅靠一個自供電的“藥丸”就可進行持續數周的生命體征監測,相關數據會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,這話一點不假。這個電池的出現,意味著未來人們在向體內植入設備時,就可以利用人體自身資源來發電支持這些設備,更加符合生活規律,減去了不少麻煩。
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