利用血液中过量的葡萄糖发电的植入式燃料电池

在 1 型糖尿病中，身体不产生胰岛素。这意味着患者必须从外部获得激素来调节血糖水平。目前，这主要是通过直接连接到身体的胰岛素泵来完成的。这些设备以及心脏起搏器等其他医疗应用需要可靠的能源供应，目前主要通过一次性电池或可充电电池供电来满足。

现在，由巴塞尔苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系的 Martin Fussenegger 领导的一组研究人员将一个看似未来主义的想法付诸实践。他们开发了一种植入式燃料电池，它使用组织中过量的血糖(葡萄糖)来产生电能。研究人员将燃料电池与他们小组几年前开发的人造 β 细胞结合起来。只需按一下按钮，它们就会产生胰岛素，并有效地降低血糖水平，就像它们在胰腺中的天然作用模型一样。他们在Advanced Materials杂志上描述了他们的燃料电池。

“许多人，尤其是在西方工业化国家，摄入的碳水化合物比他们日常生活中需要的多，”Fussenegger 解释说。他补充说，这会导致肥胖、糖尿病和心血管疾病。“这给了我们利用这种多余的代谢能量来产生电力来为生物医学设备提供动力的想法，”他说。

茶包形式的燃料电池

燃料电池的核心是一个由铜基纳米粒子制成的阳极(电极)，这是 Fussenegger 的团队专门为此应用创建的。它由铜基纳米粒子组成，可将葡萄糖分解成葡萄糖酸和质子来发电，从而启动电路。

燃料电池包裹在无纺布中并涂有藻酸盐(一种批准用于医疗用途的藻类产品)，类似于一个可以植入皮下的小茶包。藻酸盐吸收体液并允许葡萄糖从组织进入内部的燃料电池。