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  • 發布時間:2014-03-26 14:56 原文鏈接: NatMat:生物降解電池可在體內降解

      

            生物降解電池可通過藥物傳輸到體內,在使用結束后,還可在體內降解,這在醫學移植和手術醫療方面的確是一個重要發現。

      生物降解電池不僅能夠促進植入設備在體內正常的運轉,同時也可將設備送達體內至目標治療區域,它的一個好處就是在使用完后,可在體內降解,并被人體吸收。

      美國麻省一個非盈利獨立研究中心Draper 實驗室的醫學工程專家Jeffrey Borenstein稱,“這的確是一個重大的進步,因為此前這方面一直為取得突破。”

      此前伊利諾斯大學的材料科學家John Rogers發現了一種生物可降解的硅芯片,其植入體內后可檢測體溫、機械拉力等,并將相關的數據反饋到體外的設備中,它們甚至可以為相關體內組織加熱,從而避免感染,但是它們使用的是無線動力。Borenstein稱這可能就是該設備的問題所在,首先它們要深入到人體組織甚至是骨組織里面去,這不僅對它們要求極高的工藝,而且還需要占據一定的空間。由此Rogers和他的同事重新進行設計,制造出一種可降解的生物電池。 日前,他們將這項研究發表在 Advanced Materials雜志上。

      他們使用鎂箔作為正極、鐵、鉬或鎢作為負極,所有的這些材料可在體內慢慢降解被吸收,因為這些低濃度的金屬離子也是體內不可或缺的材料。兩個電極之間的電解質是磷酸鹽緩沖生理鹽水,整個系統連接在可生物降解的聚合物內,又稱為稱為聚酐(polyanhydride)。

      電流和電壓取決于使用的金屬陰極。1平方厘米的細胞上施加50微米厚的鎂陽極,以及8微米厚的鉬陰極,從而能產生一個穩定的2.4毫安電流。一旦電池溶解,可產生低于9毫克的鎂,這一數值是鎂冠狀動脈支架手術的兩倍左右,但不會導致身體任何危害。當然鎂電池并不是唯一的解決方案,在項研究之前,來自匹茲堡的卡內基梅隆大學生物材料專家Christopher Bettinger就使用天然黑色素來做電極。Borenstein希望未來該微型電池可植入藥物中,并通過無線設備控制他們的行為,從而來治療相關疾病,如癲癇等。

      事實上,這一設備也可應用于環境中,Borenstein說,如幫助石油泄漏的環境修復,他們可在泄露區域散下大量的微小無線化學傳感器,從而能使其對石油進行降解。

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