植入式生物醫療感測器可利用體內葡萄糖供電

華盛頓州立大學開發了一種電子設備，既能夠監控人體生理信號和生物化學信號以監測疾病，又沒有電池，這是因為它可以利用患者自身的葡萄糖供電。

現有疾病檢測感測器為手錶或貼片，這兩種感測器都接觸皮膚，不能植入體內，而且都有電池，因而需要充電。華盛頓州立大學(WSU) 研究人員製造了一種生物燃料電池，可以產生植入式生物醫療感測器電子設備所需的數瓦特電力。這種感測器電子設備也是新開發的產品，華盛頓州立大學表示，因為消耗的功率非常低，它「極為敏感」且「先進」。此感測器的一個使用案例是替代需要扎手指的糖尿病血液檢測。

領導跨學科研究團隊開發這款感測器的華盛頓州立大學電氣工程和計算機科學學院的助理教授 SubhanshuGupta 表示：

人體內含有大量燃料，或以血糖形式位於全身體液中，或在皮膚和口腔周圍分泌出來。」他還稱：「生物燃料電池的使用打開了使用身體作為潛在燃料的大門。

【（從左到右）Su Ha 教授和 Subhanshu Gupta助理教授在檢查生物燃料電池。】

據華盛頓州立大學稱，與鋰電池不同，這種生物燃料電池是無毒的，不會引起人體排斥，可以通過消耗宿主血糖為感測器無限期供電。生物燃料電池包含兩個堆疊在一起的電池，它們通過酶使用身體的天然糖類供應，也就是血糖發電。這兩個電池可以產生0.5 伏電力，可在三十分鐘內為植入設備供電，然後才需要血糖供電。研究仍在繼續，以改善生物燃料電池的工作方式，以及能夠產生的電力。有人提議可以同時使用電池和生物燃料電池作為混合供電方案。電池可提供1.6 微瓦特 (μW) 的電力，而生物燃料電池又會產生 1.9 微瓦特電力。

感測器可以置於皮膚下方，從而可以使用人體自然存儲在此處的葡萄糖。研究人員還稱，通過大規模生產，這款感測器的製造價格可以十分低廉。這款感測器已經過實驗室測試，所以下一步是在人體內測試。具體地說，華盛頓州立大學研究人員想要將感測器及其生物燃料電池置於毛細血管內，讓其使用血糖，但是這需要醫療監管機構的批准。

這些生物燃料電池和感測器電子設備是由華盛頓州立大學電氣工程和計算機科學學院管理的跨學科團隊製造的。該團隊包括華盛頓州立大學機械和材料工程學院與化學工程和生物工程學院。華盛頓州立大學護理學院的前成員，瓦爾登大學的現成員也做出了貢獻。華盛頓州立大學Grand Challenges 種子基金項目資助了該感測器的開發。

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