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葡萄糖燃料電池問世可為醫療植入裝置提供動力

2026-04-11 13:21:064984

　　meiguomashengligongxueyuandegongchengshijiyuputaotangkaifaleyizhongxinxingranliaodianchi，youwangchengweiweilaiyiliaozhiruwudenenglianglaiyuan，bingyouzhuyutanhuanbingrensizhiyundongnenglidehuifudeng。xiangguanyanjiubaogaofabiaozai《公共科學圖書館·綜合》雜誌上。

　　此次研究由該校電子工程和計算機科學係的副教授拉胡爾·薩派斯卡所領導。這種燃料電池可從葡萄糖分子中剝離電子製造微弱的電流，允許其與其他電路結合，而這正是腦部植入物所需的。　　事實上，葡萄糖燃料電池的理念並不新鮮。早在20世紀70年nian代dai，科ke學xue家jia就jiu提ti出chu能neng以yi這zhe種zhong電dian池chi為wei心xin髒zang起qi搏bo器qi提ti供gong動dong力li。但dan這zhe一yi提ti議yi最zui終zhong因yin為wei葡pu萄tao糖tang燃ran料liao電dian池chi所suo使shi用yong的de酶mei不bu能neng長chang久jiu發fa揮hui作zuo用yong，以yi及ji鋰li離li子zi電dian池chi能neng在zai單dan位wei麵mian積ji內nei提ti供gong更geng強qiang勁jin的de能neng量liang而er擱ge淺qian。　　基ji於yu上shang述shu問wen題ti，新xin型xing葡pu萄tao糖tang燃ran料liao電dian池chi作zuo出chu了le相xiang關guan改gai進jin。科ke研yan人ren員yuan采cai用yong了le與yu製zhi造zao半ban導dao體ti電dian子zi芯xin片pian相xiang同tong的de技ji術shu，以yi矽gui為wei原yuan料liao組zu裝zhuang而er成cheng。此ci外wai，這zhe種zhong燃ran料liao電dian池chi並bing不bu具ju備bei任ren何he生sheng物wu組zu件jian，可ke借jie助zhu與yu人ren體ti相xiang容rong性xing良liang好hao的de鉑bo催cui化hua劑ji從cong葡pu萄tao糖tang處chu剝bo離li電dian子zi，模mo擬ni細xi胞bao酶mei的de活huo動dong，分fen解jie葡pu萄tao糖tang並bing產chan生sheng三san磷lin酸suan腺xian苷gan（ATP），即細胞的“能量貨幣”。目前，新型葡萄糖燃料電池能產生高達數百微瓦的功率，足可以驅動超低功耗的臨床神經植入物。　　例如腦脊髓液（CSF）中zhong就jiu隻zhi有you屈qu指zhi可ke數shu的de細xi胞bao，因yin此ci位wei於yu其qi中zhong的de植zhi入ru物wu很hen難nan能neng激ji起qi免mian疫yi反fan應ying。而er計ji算suan數shu據ju顯xian示shi，葡pu萄tao糖tang燃ran料liao電dian池chi能neng夠gou從cong腦nao脊ji髓sui液ye中zhong獲huo得de可ke觀guan的de葡pu萄tao糖tang，從cong而er為wei植zhi入ru物wu提ti供gong動dong力li。另ling外wai，由you於yu這zhe隻zhi占zhan據ju了le葡pu萄tao糖tang燃ran料liao電dian池chi有you效xiao功gong率lv的de一yi小xiao部bu分fen，所suo以yi其qi也ye不bu會hui對dui大da腦nao功gong能neng造zao成cheng不bu良liang影ying響xiang。　　科ke學xue家jia表biao示shi，這zhe一yi成cheng果guo可ke為wei開kai發fa無wu需xu外wai界jie能neng源yuan的de植zhi入ru式shi醫yi療liao設she備bei提ti供gong幫bang助zhu，下xia一yi步bu仍reng需xu證zheng明ming其qi在zai活huo體ti生sheng物wu內nei也ye能neng良liang好hao運yun轉zhuan。當dang葡pu萄tao糖tang燃ran料liao電dian池chi與yu超chao低di功gong耗hao的de電dian子zi設she備bei相xiang結jie合he，就jiu能neng實shi現xian大da腦nao等deng位wei置zhi植zhi入ru物wu的de自zi行xing供gong電dian，從cong而er惠hui及ji醫yi療liao和he仿fang生sheng學xue等deng相xiang關guan領ling域yu。但dan薩sa派pai斯si卡ka也ye強qiang調tiao，將jiang葡pu萄tao糖tang驅qu動dong的de植zhi入ru式shi醫yi療liao設she備bei引yin入ru市shi場chang，仍reng需xu要yao一yi個ge漫man長chang的de科ke研yan和he摸mo索suo過guo程cheng。