美國麻省理工學院和布萊根婦女醫(yī)院的研究人員開發(fā)出一種依靠胃酸驅(qū)動的伏打電池，可產(chǎn)生足夠電力供微型傳感器或藥物輸送設(shè)備運行。他們出版的《自然·生物醫(yī)學工程》雜志上撰文稱，這一新型電源更安全廉價，有望成為目前體內(nèi)傳感器或藥物輸送設(shè)備所用電池的替代品。

醫(yī)生們常用植入式醫(yī)療設(shè)備進行生命體征監(jiān)測或遞送藥物，這些設(shè)備通常由微型電池驅(qū)動，但傳統(tǒng)電池會自放電，存在安全風險。為解決這一問題，研究人員開發(fā)出靠胃酸驅(qū)動的新型電池。

該電池設(shè)計靈感源于檸檬電池。檸檬電池只需將鍍鋅螺絲釘和銅片插入檸檬，即可利用檸檬酸中的氫離子產(chǎn)生電流。在新設(shè)計中，研究人員將鋅和銅制電極放置在微型商用溫度傳感器表面，鋅會釋放離子到胃液中，利用胃酸驅(qū)動電路，產(chǎn)生足夠的能源驅(qū)動傳感器和一個900兆赫的發(fā)射機。

研究人員在豬身上進行的試驗顯示，傳感器平均要用6天才會通過豬的消化系統(tǒng)。在胃部時，電池可提供足夠的能量驅(qū)動傳感器，并每隔12秒發(fā)射一次無線信號，將數(shù)據(jù)傳送至2米外的基站;一旦設(shè)備進入小腸，電池提供的能量會大幅減少，但仍可在相當長的一段時間內(nèi)驅(qū)動設(shè)備并傳遞信息，只不過傳遞頻率會降低。

目前，該設(shè)備原型是一個直徑12毫米、高40毫米的圓柱體。研究人員認為，通過定制集成電路，將能量采集器、發(fā)射機和微型處理器集成，可使設(shè)備體積縮小三分之二。一旦小型化成功，他們將開發(fā)其他類型的傳感器和應(yīng)用程序。

研究人員還指出，對于植入式醫(yī)療設(shè)備來說，能源的管理、轉(zhuǎn)換、存儲和利用始終是挑戰(zhàn)。新研究提供了新思路，使他們意識到可利用人體自身資源開發(fā)出完全自我維持的系統(tǒng)。將來人們或僅靠一個自供電的“藥丸”就可進行持續(xù)數(shù)周的生命體征監(jiān)測，相關(guān)數(shù)據(jù)會傳送到自己的手機上。

此外，新設(shè)備還可用于遞送藥物。研究人員靠此設(shè)備成功釋放了封裝在金薄膜中的藥物。