黑科技“茶包”：用自身血糖发电，生产胰岛素控制血糖！

时间：2023-04-04 作者：盛诺一家

导读

在1型糖尿病患者中，由于他们身体不能自我产生胰岛素。这意味着患者必须从外部获得胰岛素来调节血糖水平，以维持正常生活状态。目前，这类治疗主要是通过直接连接到患者身体的胰岛素泵来完成的，而这类设备以及其他医疗设备，（如心脏起搏器）都需要可靠的供电。目前，供电主要由一次性或可充电电池提供。

现在，由巴塞尔苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系的Martin Fussenegger领导的研究小组，正在将一个看起来很有“未来主义”的想法付诸实践。

他们开发了一种可植入人体的“茶包”样燃料电池，电源供应来自于人体中多余的血糖（葡萄糖）。研究人员将燃料电池与几年前由他们的团队开发的人造β细胞进行了结合。

只需按一下按钮，这种先进的小设备即可产生胰岛素，并有效地降低血糖水平，就像正常胰腺一样发挥着作用。研究人员在《先进材料》杂志上详细描述了他们的这款新型燃料电池。

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“许多人，尤其是在西方工业化国家，每天消耗的碳水化合物比日常生活中需要的要多很多，”Fussenegger解释道。

过度摄入碳水化合物会导致肥胖、糖尿病和心血管疾病。“而这给了我们利用人体多余能量发电来为生物医学设备提供动力的想法，”他说。

新型燃料电池的核心是由铜基纳米颗粒制成的阳极（电极），Fussenegger的团队专门为此应用创建。它由铜基纳米颗粒组成，能够将葡萄糖分解成葡萄糖酸和质子以发电，从而使医疗设备中的电路运行。

燃料电池包裹在无纺布中，并涂有海藻酸盐，这是一种被批准用于医疗用途的藻类产品，类似于一个可以植入皮肤下的小茶包。藻酸盐吸收体液，并允许葡萄糖从组织进入内部的燃料电池。

研究人员将燃料电池与含有人造β细胞的胶囊耦合，从而可以产生和分泌胰岛素。Fussenegger和他的同事已经在2016年发表在《科学》杂志上的一篇论文中测试了这种细胞的效果。

具体血糖控制方案为：当人体血糖水平升高时，设备的回路被激活，产生的能量会刺激胰岛素的产生，从而控制血糖水平。而当血糖低于设定的一个值之后，该设备就会断电，停止生产胰岛素。

来源：苏黎世联邦理工学院

这种燃料电池还可以使植入系统与智能手机等外部设备进行通信。因此可以让用户以及自己的医生远程访问和即时调整系统。

不过现有系统只是一个原型，测试的成功也仍处于小鼠试验阶段，因此将其推向市场还需要更多的人力和财力支持。

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来源：

本文编译自MedicalXpress官网2023年3月28日发表的《Implantable fuel cell that generates electricity from excess glucose in the blood》一文，原文链接：

https://medicalxpress.com/news/2023-03-implantable-fuel-cell-generates-electricity.html

本文由盛诺一家原创编译，转载需经授权

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