日前,科學(xué)家在最新實(shí)驗(yàn)研究中將微型電池植入老鼠體內(nèi),通過老鼠自身體內(nèi)的糖物質(zhì)可產(chǎn)生電流,使微型電池持續(xù)供電數(shù)個(gè)月。
人造心臟的出現(xiàn)將很大程度地刺激科學(xué)家研制人造腎和胰腺,然而一項(xiàng)關(guān)鍵性的技術(shù)障礙是如何為人造器官植入體內(nèi)之后持續(xù)供電??茖W(xué)家并不是采用將人造器官與外部系統(tǒng)相連接進(jìn)行持續(xù)性供電,或者將它們從人體內(nèi)移除進(jìn)行電池更換,他們計(jì)劃利用人體自身組織為人造器官提供持續(xù)電流。
目前,科學(xué)家希望未來植入人體的人造器官不采用電池,而是利用人體自身作為燃料源產(chǎn)生能量??茖W(xué)家展示植入老鼠體內(nèi)的燃料電池能夠利用老鼠體內(nèi)的糖物質(zhì)成功地產(chǎn)生電流,這些電流可使電池持續(xù)使用數(shù)個(gè)月。
迄今功能最強(qiáng)大的糖動(dòng)力燃料電池叫做“葡萄糖生物燃料電池”,它依賴于人體酶進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流,例如:葡萄糖和氧氣結(jié)合在一起(這兩種物質(zhì)都存在于實(shí)驗(yàn)老鼠體內(nèi)),這種被稱為“氧化還原調(diào)解劑”的混合物質(zhì)就像是電線,持續(xù)向人造器官供電??茖W(xué)家們正在研制類似的多樣化裝置以環(huán)保方式產(chǎn)生電流。
但在過去這種葡萄糖燃料電池并不適合于人體移植,這是由于該電池不是要求較高的酸性狀態(tài)工作,就是被體內(nèi)多種離子所抑制。最新研制的電池系統(tǒng)不受以上條件的限制,成為首個(gè)有效植入性葡萄糖生物電池,其設(shè)計(jì)原型在實(shí)驗(yàn)老鼠體內(nèi)可持續(xù)供電至少3個(gè)月之久。
法國格勒諾布爾市約瑟夫-傅立葉大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程師菲利普-桑剛(Philippe Cinquin)說:“從某些方面我們可以將人造器官想像成為可植入機(jī)器人,它能夠補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)一些人體功能?!?br /> 之前葡萄糖生物燃料電池通過化學(xué)鍵接結(jié)合將葡萄糖和氧化還原調(diào)解劑組合在一起靠近電極區(qū)域,但是并不是所有的酶和氧化還原調(diào)解劑能夠結(jié)合在一起。對(duì)此,桑剛和電子化學(xué)家色姬-絲尼亞(Serge Cosnier)在這兩種物質(zhì)結(jié)合之前,先將它們物理裝配在電極區(qū)域,然后用滲析袋的薄膜進(jìn)行包裹。這種半透膜能夠使產(chǎn)生電流的同時(shí)保持酶和氧化還原調(diào)解劑避免滲漏。這種解決方法使科學(xué)家有機(jī)會(huì)調(diào)查分析人體內(nèi)最具適應(yīng)能力的酶物質(zhì),在此之前研究人員往往對(duì)此疏忽。
這種植入電池供電方式依賴于裝載葡萄糖氧化酶和多酚氧化酶的混合石墨盤,它的兩極總共占據(jù)5毫升燃料電池中的0.266毫升,最高可產(chǎn)生6.5微瓦電流。關(guān)于該燃料電池的具體實(shí)現(xiàn)方法發(fā)表在《公共科學(xué)圖書館綜合》期刊上。
研究人員強(qiáng)調(diào)稱,1毫升體積的該電極相當(dāng)于可產(chǎn)生24.4微瓦電流,這比10微瓦起膊器電流高出許多。同時(shí),新型電池系統(tǒng)在體積上更具優(yōu)勢(shì),起搏器體積通常為10-25毫升。
基于在老鼠實(shí)驗(yàn)體的成功測(cè)試,目前外科手術(shù)中已采用了這種設(shè)計(jì)原型進(jìn)行人體植入手術(shù),桑剛稱,至今尚未發(fā)現(xiàn)這種電池不適合應(yīng)用于人體的任何原因。他希望未來5-10年能夠推廣使用。
桑剛指出,第一個(gè)將燃料電池植入人體可適用于人造泌尿括約肌,該人造器官要求200微瓦電流。當(dāng)前每年大約有10000萬尿失禁患者飽嘗前列腺移除后的痛苦,他們惟一的解決方法就是將一個(gè)沉重的泵植入患者陰囊,使患者小便時(shí)產(chǎn)生壓力作用。未來更深入的研究目標(biāo)可將燃料電池應(yīng)用于人造腎,該人造器官需要20微瓦電流,人造心臟也是研究目標(biāo)之一,但該器官需要至少幾瓦電流。
未參與這項(xiàng)研究的新墨西哥州大學(xué)化學(xué)物理學(xué)家和化學(xué)工程師普拉曼-阿塔那索維(Plamen Atanassov)說:“這種人體植入裝置使植入式生物燃料電池表現(xiàn)出更高的等級(jí)。”但他同時(shí)強(qiáng)調(diào),目前所存在的問題是是否該裝置能夠帶來最強(qiáng)大的有效性,我認(rèn)為它在使用過程中仍有局限性。問題在于該裝置產(chǎn)生的細(xì)胞外液體所產(chǎn)生的氧氣等級(jí)比正常葡萄糖低1000倍,我并不認(rèn)為它能夠完全供給氧氣。
通過修補(bǔ)酶和氧化還原調(diào)解劑,桑剛對(duì)于這一裝置表現(xiàn)得非常自信,在一項(xiàng)未公開的研究實(shí)驗(yàn)中,桑剛和研究同事有效地提高酶和氧化還原調(diào)解劑性能50%,同時(shí)他們強(qiáng)調(diào)指出,由葡萄糖生物燃料電池充電的人造心臟仍是未來長期的研究目標(biāo)。
新型燃料電池 可為人造器官供電
時(shí)間:2010-10-12
導(dǎo)語:日前,科學(xué)家在最新實(shí)驗(yàn)研究中將微型電池植入老鼠體內(nèi),通過老鼠自身體內(nèi)的糖物質(zhì)可產(chǎn)生電流,使微型電池持續(xù)供電數(shù)個(gè)月。
凡本網(wǎng)注明[來源:中國傳動(dòng)網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權(quán)均為中國傳動(dòng)網(wǎng)(www.treenowplaneincome.com)獨(dú)家所有。如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人轉(zhuǎn)載使用時(shí)須注明來源“中國傳動(dòng)網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負(fù)版權(quán)法律責(zé)任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
關(guān)注伺服與運(yùn)動(dòng)控制公眾號(hào)獲取更多資訊
關(guān)注直驅(qū)與傳動(dòng)公眾號(hào)獲取更多資訊
關(guān)注中國傳動(dòng)網(wǎng)公眾號(hào)獲取更多資訊
雷尼紹機(jī)床測(cè)頭與軟件競技大賽——爭做冠軍
高速度,OSP60掃描測(cè)頭—— 一款搭載SPRINT技術(shù)的高精度掃描測(cè)頭,采用獨(dú)特的3D傳感技術(shù),每秒可采集1,000個(gè)真正的3D數(shù)據(jù)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:2024-09-20展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)開盲盒 | 上海2024工博會(huì) 圖爾克福利派送
中國國際工業(yè)博覽會(huì)(簡稱"中國工博會(huì)")是由工業(yè)和信息化部、國家科學(xué)技術(shù)部等聯(lián)合上海市人民政府共同主辦,以裝備制造業(yè)為展示交易主體的國際工...
關(guān)鍵詞:2024-09-20探索未來:Z軸定位平臺(tái)助力智能驅(qū)動(dòng)
工業(yè)、醫(yī)療、生命科學(xué)和半導(dǎo)體行業(yè)正面臨提高生產(chǎn)效率和投資回報(bào)率的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為了實(shí)現(xiàn)預(yù)期的生產(chǎn)目標(biāo),自動(dòng)化設(shè)備必須具備更高的速度和精度,...
關(guān)鍵詞:2024-09-20五大核心技術(shù)驅(qū)動(dòng)!OPT(奧普特)重新定義工業(yè)相機(jī)新質(zhì)生產(chǎn)力
在智能制造領(lǐng)域,工業(yè)相機(jī)以高精度成像、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、精確視覺引導(dǎo)及數(shù)據(jù)分析優(yōu)化等核心優(yōu)勢(shì),強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)提質(zhì)增效。OPT'(奧普特)工業(yè)相機(jī),憑借...
關(guān)鍵詞:2024-09-20萊盟智造:匠心與科技的完美融合
在這個(gè)日新月異的工業(yè)時(shí)代,每一份精密與卓越的背后,都離不開對(duì)工藝的極致追求和對(duì)技術(shù)的不斷創(chuàng)新。今日,讓我們一同踏入萊盟的生產(chǎn)車間,近距...
關(guān)鍵詞:2024-09-20英偉達(dá)生態(tài)新動(dòng)作,瞄準(zhǔn)了工業(yè)大賽道
不久前,NVIDIA(英偉達(dá))發(fā)布了一個(gè)面向3D建模的生成式AI服務(wù),引起了業(yè)內(nèi)的廣泛矚目。如果說之前的生成式AI更多是在生成文字、圖片、視頻等二維...
關(guān)鍵詞:2024-09-20戶用光伏還能干嗎?致廣大光伏從業(yè)者
近年來,戶用光伏作為清潔能源的重要組成部分,在全球范圍內(nèi)尤其是中國市場(chǎng)得到了迅猛發(fā)展。然而,進(jìn)入2024年,戶用光伏市場(chǎng)卻遭遇了前所未有的...
關(guān)鍵詞:2024-09-20消息稱蘋果首款自研 5G 芯片將有“短板”:不支持毫米波
據(jù) DigiTimes 報(bào)道,蘋果自研的 5G 調(diào)制解調(diào)器(也稱基帶)的首個(gè)版本不支持毫米波技術(shù)。這意味著,蘋果可能將繼續(xù)依賴其現(xiàn)有的 5G 芯片供應(yīng)商高...
關(guān)鍵詞:2024-09-20丹家案例 | 金太水產(chǎn)節(jié)約10%以上能耗——食品加工和冷庫應(yīng)用中的丹佛斯智能空分
浙江省溫嶺市金太水產(chǎn)冷藏有限公司是一家位于浙江省溫嶺市松門鎮(zhèn)的專注水產(chǎn)品加工、冷藏與銷售一體化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)企業(yè)。公司是國內(nèi)較早專業(yè)從事海...
關(guān)鍵詞:2024-09-20丹家案例 | 丹佛斯iC7-Automation變頻器助力啤酒行業(yè)合作伙伴引領(lǐng)綠色制造新潮流
丹家案例 | 丹佛斯iC7-Automation變頻器助力啤酒行業(yè)合作伙伴引領(lǐng)綠色制造新潮流
關(guān)鍵詞:2024-09-20
我國全固態(tài)電池新突破,低成本電解質(zhì)或加速推動(dòng)全固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程
2024-09-19
中國擬對(duì)電動(dòng)自行車進(jìn)行鋰離子電池健康評(píng)估
2024-09-14
產(chǎn)銷均為1000輛!8月燃料電池汽車數(shù)據(jù)出爐
2024-09-14
消息稱通用汽車正洽談購買采用寧德時(shí)代技術(shù)的動(dòng)力電池,在美組裝以避免關(guān)稅
2024-09-13
億緯鋰能電池大擴(kuò)產(chǎn)
2024-09-12
豪擲萬億對(duì)標(biāo)中國!日本儲(chǔ)能電池產(chǎn)能即將大爆發(fā)
2024-09-10
國企儲(chǔ)能電池大項(xiàng)目開工
2024-09-10
欣旺達(dá)120億電池項(xiàng)目再迎大進(jìn)展
2024-09-09
- 運(yùn)動(dòng)控制
- 伺服系統(tǒng)
- 機(jī)器視覺
- 機(jī)械傳動(dòng)
- 編碼器
- 直驅(qū)系統(tǒng)
- 工業(yè)電源
- 電力電子
- 工業(yè)互聯(lián)
- 高壓變頻器
- 中低壓變頻器
- 傳感器
- 人機(jī)界面
- PLC
- 電氣聯(lián)接
- 工業(yè)機(jī)器人
- 低壓電器
- 機(jī)柜