直接從大腦血糖汲取能量的新型燃料電池

    這種電池將用于驅(qū)動(dòng)治療癲癇、癱瘓以及帕金森氏癥患者的大腦植入器。據(jù)悉，當(dāng)前植入人體的裝置通常是由鋰電池提供動(dòng)力，但是這種電池使用時(shí)間非常有限，必須進(jìn)行更換。再次進(jìn)入人體組織更換電池并不是醫(yī)生所喜歡做的事情，如果更換大腦植入器的電池就變得更加棘手了。

    美國(guó)麻省理工學(xué)院的工程師最新研制一種微型電池原型，從人體自然血糖分子中產(chǎn)生電能。這種電池將用于驅(qū)動(dòng)治療癲癇、癱瘓以及帕金森氏癥患者的大腦植入器。

    美國(guó)麻省理工學(xué)院電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)副教授拉胡爾-薩爾皮什爾(Rahul Sarpeshkar)帶領(lǐng)一支研究小組負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究，他們使用鉑催化劑放置在末端，一層碳納米管在另一端來(lái)建造這個(gè)電池，它們放置在一個(gè)硅片上，從而將電流連接至大腦植入器上。

    當(dāng)大腦組織中的血糖分子流經(jīng)鉑催化劑，伴隨其氧化過(guò)程，電子和氫離子將分離開(kāi)來(lái)。在電池另一端，當(dāng)氧分子與單壁碳納米管接觸時(shí)，與氫離子混合形成水，該電池最多可產(chǎn)生180微瓦功率的電能，足以驅(qū)動(dòng)一個(gè)大腦植入器發(fā)送信號(hào)繞開(kāi)受損大腦組織，或者刺激大腦組織(用于治療帕金森氏癥的方法)。

    血糖電池是一個(gè)較早的概念，最早出現(xiàn)于上世紀(jì)70年代，2010年，法國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種類似的電池用于驅(qū)動(dòng)起搏器。這種電池混合了石墨和酶，能夠從血糖中分離電子。但這種電池的問(wèn)題在于酶動(dòng)力電池?zé)o法提供像鋰電池一樣的電能輸出。

    只要存在血糖和水，麻省理工學(xué)院最新研制的電池就能長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，提供動(dòng)能的血糖來(lái)自于環(huán)繞大腦組織周圍的腦脊液。多數(shù)血糖并不能被人體使用，而這種電池僅使用很少部分的血糖，并不會(huì)影響大腦功能。

    迄今為止，這種電池并未在真實(shí)的大腦組織中測(cè)試，僅在模擬大腦組織的液體環(huán)境中運(yùn)行。它將有望對(duì)植入器帶來(lái)新的希望，未來(lái)有可能將這種電池植入人類大腦。