鋰電世界 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，美國麻省理工學(xué)院的工程師基于葡萄糖開發(fā)了一種新型燃料電池，有望成為未來醫(yī)療植入物的能量來源，并有助于癱瘓病人四肢運動能力的恢復(fù)等。相關(guān)研究報告發(fā)表在6月12日的《公共科學(xué)圖書館·綜合》雜志上。
此次研究由該校電子工程和計算機科學(xué)系的副教授拉胡爾·薩派斯卡所領(lǐng)導(dǎo)。這種燃料電池可從葡萄糖分子中剝離電子制造微弱的電流，允許其與其他電路結(jié)合，而這正是腦部植入物所需的。
事實上，葡萄糖燃料電池的理念并不新鮮。早在20世紀(jì)70年代，科學(xué)家就提出能以這種電池為心臟起搏器提供動力。但這一提議最終因為葡萄糖燃料電池所使用的酶不能長久發(fā)揮作用，以及鋰離子電池能在單位面積內(nèi)提供更強勁的能量而擱淺。
基于上述問題，新型葡萄糖燃料電池作出了相關(guān)改進(jìn)?？蒲腥藛T采用了與制造半導(dǎo)體電子芯片相同的技術(shù)，以硅為原料組裝而成。此外，這種燃料電池并不具備任何生物組件，可借助與人體相容性良好的鉑催化劑從葡萄糖處剝離電子，模擬細(xì)胞酶的活動，分解葡萄糖并產(chǎn)生三磷酸腺苷（ATP），即細(xì)胞的“能量貨幣”。目前，新型葡萄糖燃料電池能產(chǎn)生高達(dá)數(shù)百微瓦的功率，足可以驅(qū)動超低功耗的臨床神經(jīng)植入物。
例如腦脊髓液（CSF）中就只有屈指可數(shù)的細(xì)胞，因此位于其中的植入物很難能激起免疫反應(yīng)。而計算數(shù)據(jù)顯示，葡萄糖燃料電池能夠從腦脊髓液中獲得可觀的葡萄糖，從而為植入物提供動力。另外，由于這只占據(jù)了葡萄糖燃料電池有效功率的一小部分，所以其也不會對大腦功能造成不良影響。
科學(xué)家表示，這一成果可為開發(fā)無需外界能源的植入式醫(yī)療設(shè)備提供幫助，下一步仍需證明其在活體生物內(nèi)也能良好運轉(zhuǎn)。當(dāng)葡萄糖燃料電池與超低功耗的電子設(shè)備相結(jié)合，就能實現(xiàn)大腦等位置植入物的自行供電，從而惠及醫(yī)療和仿生學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域。但薩派斯卡也強調(diào)，將葡萄糖驅(qū)動的植入式醫(yī)療設(shè)備引入市場，仍需要一個漫長的科研和摸索過程。
總編輯圈點
植入式醫(yī)療設(shè)備在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的使用已很普遍。對于機械性或半機械性人造器官而言，使其保持在人體內(nèi)較長時間穩(wěn)定工作和減輕自身重量、減小體積是維系病人健康及減少病人負(fù)擔(dān)和痛苦的關(guān)鍵?；谄咸烟堑纳锶剂想姵乩萌梭w內(nèi)大量存在的糖分作為動力源(600405,股吧)，使這幾方面問題同時得到解決成為可能。雖然這一理念并不新鮮，薩派斯卡團(tuán)隊的成果也還需要不斷檢驗和完善，但它對植入式醫(yī)療發(fā)展前景的影響卻不難想見。多說一句，希望這千萬別成為甜食愛好者“放縱”的借口。