美國(guó)麻省理工學(xué)院的工程師基于葡萄糖開(kāi)發(fā)了一種新型燃料電池，有望成為未來(lái)醫(yī)療植入物的能量來(lái)源，并有助于癱瘓病人四肢運(yùn)動(dòng)能力的恢復(fù)等。

此次研究由該校電子工程和計(jì)算機(jī)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。

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(dòng)力。但這一提議最終因?yàn)槠咸烟侨剂想姵厮�使用的酶不能長(zhǎng)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(qiáng)勁的能量而擱淺。

基于上述問(wèn)題，新型葡萄糖燃料電池作出了相關(guān)改進(jìn)。科研人員采用了與制造半導(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(dòng)，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(dòng)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(jì)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(dòng)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(huì)對(duì)大腦功能造成不良影響。

科學(xué)家表示，這一成果可為開(kāi)發(fā)無(wú)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(yùn)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(shí)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。