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可食用3D打印电池为医疗装置打开大门

2016/09/08 来源:科学网
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导读
内基·梅隆大学的研究人员们正在开发一种创新的生物相容性的电池,从而为未来可摄入体内的医疗装置开发打开了大门,有可能彻底改变癌症等疾病的治疗方法。


内基·梅隆大学的研究人员们正在开发一种创新的生物相容性的电池,从而为未来可摄入体内的医疗装置开发打开了大门,有可能彻底改变癌症等疾病的治疗方法。正在开发的这种生物相容性好、无毒、可食用电池是用自然生成的黑色素(在我们的皮肤、眼睛和头发中都可以找到这种黑色素)制成的,并可以被放置在3D打印的胶囊里。该项目的负责人Bettinger博士最近在美国化学学会(ACS)第252次全国会议与博览会上披露了他们的研究。

这种创新的可吸收电池是是医学领域正在朝着更有效、更有针对性的治疗方式迈进的一个最好例子。Bettinger解释说:“几十年来,人们一直在设想有一天我们会有可食用的电子设备来进行诊断或治疗疾病。但是如果你要每天服用一种‘装置’的话,就必须考虑毒性问题。我们因此在寻找那些生物衍生材料来取代当前电子产品中的这些材料。”

当然,将一块电池放入人体当中是有很大的风险的,这也是为什么心脏起搏器的电池一定要被包裹在一个绝缘、隔离的环境里。考虑到这一点,可生物降解、无毒的可吸收电池的开发有可能成为实现诸如微型药物输送装置这种低功耗可重复应用的关键。

为了开发可吸收的电池,卡耐基梅隆大学的科学家团队一直在研究天然黑色素和其他有机化合物。众所周知,黑色素可以吸收紫外线保护我们,它还能绑定和解除绑定金属离子,这基本上是一个电池的功能。这启发了科学家们进一步深入研究它的可能性,正如Bettinger表示的那样:“我们以为,它基本上是一种电池。”

科学家们使用黑色素设计了不同的电池原型。经过实验,科学家们发现,使用600毫克的活性黑色素做阴极,他们可以为一个5毫瓦的装置供电长达18个小时。所以,虽然电池电量相对较低,但为一个可吸收的药物输送系统供电已经足够了。

除了基于黑色素的电池之外,该研究团队还正在努力开发基于果胶的电池。果胶是来源于植入的一种天然凝胶,经常被用于果酱和果冻的生产。如前所述,科学家们目前使用3D打印机来打造电池外壳胶囊,这种可吞服的胶囊是用PLA材料制成的。

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