【導(dǎo)讀】隨著醫(yī)療科技的發(fā)展，在體內(nèi)植入一些醫(yī)療設(shè)備，來(lái)幫助人們治療某些疾病或代替某些器官功能已經(jīng)成為趨勢(shì)，但在植入設(shè)備時(shí)，總有一些隱憂，比如電池續(xù)航問(wèn)題，那有什么好的解決方式么？
據(jù)悉，該電池設(shè)計(jì)靈感源于檸檬電池。小學(xué)自然課學(xué)過(guò)，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。
隨著醫(yī)療科技的發(fā)展，在體內(nèi)植入一些醫(yī)療設(shè)備，來(lái)幫助人們治療某些疾病或代替某些器官功能已經(jīng)成為趨勢(shì)，但在植入設(shè)備時(shí)，總有一些隱憂，比如電池續(xù)航問(wèn)題，因?yàn)樵S多醫(yī)療設(shè)備都是由電池驅(qū)動(dòng)，但是傳統(tǒng)的醫(yī)療設(shè)備電池總是存在一些續(xù)航、安全方面的問(wèn)題，更換也十分麻煩。不過(guò)這個(gè)問(wèn)題似乎不用擔(dān)心了。
美國(guó)麻省理工學(xué)院和布萊根婦女醫(yī)院（Brigham and Women’s Hospital）的研究人員開(kāi)發(fā)出一種用于醫(yī)療的新型電池，這種電池能夠靠胃酸驅(qū)動(dòng)，可產(chǎn)生足夠電力供一些微型感測(cè)器或藥物輸送設(shè)備執(zhí)行。 MIT-Energy-Harvest 12麻省理工學(xué)院的羅伯特·蘭格（Robert Langer）教授與多名研究人員一道，在《自然》子刊《Nature Biomedical Engineering》發(fā)文報(bào)道了這一種新型藥丸。
這個(gè)電池的原型像一膠囊，直徑 12 毫米、高 40 毫米。研究人員表示，未來(lái)體積可能會(huì)更小。這一新型電池更安全廉價(jià)，有望取代目前體內(nèi)感測(cè)器或藥物輸送設(shè)備所用電池。
這可不是為了好玩才搗鼓出來(lái)的發(fā)明。它的背后，是蘭格教授與合作者吉奧瓦尼·特拉維索（Giovanni Traverso）教授的奇思妙想。特拉維索教授先前是布里格姆婦女醫(yī)院的胃腸道專家和生物醫(yī)學(xué)工程師，同時(shí)也是這項(xiàng)研究的一位高級(jí)作者，這兩名科學(xué)家發(fā)明了一系列可以吞服的電子藥丸，用來(lái)監(jiān)測(cè)體溫、心率等生理指標(biāo)。如果患者出現(xiàn)了異常，這些藥丸就可以釋放藥物，讓他們重回健康。
這項(xiàng)聽(tīng)起來(lái)非常合理的設(shè)計(jì)，在實(shí)際操作上有著潛在問(wèn)題——為了讓這些藥丸能被順利吞服，它們的體積必然受限，因此為這些藥丸供電的電池也不能太大，這極大影響了藥丸起效的時(shí)長(zhǎng)。 MIT-Energy-Harvest 3“我們需要讓供電更持久。” 特拉維索教授說(shuō)道。
據(jù)悉，該電池設(shè)計(jì)靈感源于檸檬電池。小學(xué)自然課學(xué)過(guò)，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。在這個(gè)新型電池中，研究人員用了類似方法，將鋅和銅制電極放置在微型商用溫度感測(cè)器表面，鋅會(huì)釋放離子到胃液中，利用胃酸驅(qū)動(dòng)電路，產(chǎn)生足夠的能源驅(qū)動(dòng)感測(cè)器和一個(gè) 900 兆赫的發(fā)射機(jī)。
研究人員目前已經(jīng)在豬身上進(jìn)行試驗(yàn)，豬的消化道很長(zhǎng)，足以檢測(cè)這款藥丸的持久度，感測(cè)器平均要 6 天才會(huì)通過(guò)豬的消化系統(tǒng)。在胃部時(shí)，電池可提供足夠能量驅(qū)動(dòng)感測(cè)器，并每隔 12 秒發(fā)射一次無(wú)線訊號(hào)，將資料傳輸至 2 米外的基地臺(tái)。一旦設(shè)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(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)設(shè)備并傳遞資訊，只不過(guò)傳遞頻率會(huì)降低。
“這項(xiàng)研究令人激動(dòng)，”一名未參與該研究的專家評(píng)論說(shuō)：“這代表了生物可吸收能源、高效電子裝置、先進(jìn)的生物感受器、以及無(wú)線傳輸系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步。”
“我們的工作有望帶來(lái)新一代電子藥丸，”蘭格教授說(shuō)道：“它們有朝一日能用全新的方式監(jiān)控患者的健康，治療疾病。”
用金箔包裹的藥物，能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候釋放出來(lái)（圖片來(lái)源：Nature）
這個(gè)電池的出現(xiàn)，意味著未來(lái)人們?cè)隗w內(nèi)植入設(shè)備時(shí)，就可利用人體自身資源來(lái)發(fā)電支持設(shè)備，更符合生活規(guī)律，省去了不少麻煩。
目前，科學(xué)家們正在改進(jìn)這項(xiàng)發(fā)明。未來(lái)，它的體積有望縮小到現(xiàn)有體積的三分之一，并能利用搜集到的生理數(shù)據(jù)，為患者提供更好的醫(yī)療建議，甚至是在患者體內(nèi)自動(dòng)釋放藥物。一副全自動(dòng)的健康時(shí)代畫(huà)卷，正在我們面前徐徐展開(kāi)。
