《電子技術(shù)應(yīng)用》
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依靠人體自帶“燃料” 傳感器充當“私人醫(yī)生”

2018-10-11
關(guān)鍵詞: 可植入傳感器 傳感器

  據(jù)麥姆斯咨詢報道,來自華盛頓州立大學(xué)(Washington State University)的研究人員開發(fā)出一款由生物燃料驅(qū)動的傳感器" title="可植入傳感器" target="_blank">可植入傳感器,它可以依靠糖來運行以監(jiān)測身體的生物信號,檢測、預(yù)防并診斷疾病。

  一支由華盛頓州立大學(xué)電子工程和計算機科學(xué)學(xué)院助教Subhanshu Gupta領(lǐng)導(dǎo)的跨學(xué)科研究團隊開發(fā)了這款獨特的傳感器,該傳感器由生物燃料電池供電,可以從體液中收集葡萄糖維持其正常運行。

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  研究團隊展示了生物燃料電池與電子元件的獨特集成,以高靈敏度處理生理生化信號。

  他們的研究成果于近期發(fā)表在《IEEE電路與系統(tǒng)雜志》(IEEE Transactions of Circuits and Systems journal)上。

  華盛頓州立大學(xué)化學(xué)工程和生物工程學(xué)院(Gene and Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering)的教授Su Ha和Alla Kostyukova領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計了生物燃料電池。

  目前流行的用于疾病檢測的傳感器或是需要充電的手表,或是需要貼在皮膚上的貼片,這些貼片都是表面的,而且無法嵌入。由華盛頓州立大學(xué)團隊開發(fā)的傳感器則可以消除刺破手指以檢測某種疾?。ㄈ缣悄虿。┑男枨?。

  Gupta指出,“人體體液中攜帶有大量燃料,通過皮膚和口腔周圍的血糖或乳酸生成。使用生物燃料電池開啟了將身體作為潛在燃料的大門?!?/p>

  他表示,傳感器當中的電子元件采用最先進的設(shè)計和制造,只需要消耗幾微瓦的功率,同時又具有高靈敏度。將這些電子元件與生物燃料電池相結(jié)合,將使其比傳統(tǒng)電池供電裝置更高效。由于該裝置依賴于體內(nèi)的葡萄糖,因此傳感器的電子元件可以無限期供電。例如,傳感器可以僅依靠在皮膚下生成的糖運行。

  不同于常用的鋰離子電池,生物燃料電池是完全無毒的,因此作為人體植入物更具前景。此外,它也比傳統(tǒng)的生物燃料電池更穩(wěn)定和靈敏。

  研究人員表示,利用規(guī)模經(jīng)濟效益,他們研發(fā)的傳感器可以通過大規(guī)模量產(chǎn)以降低制造成本。

  雖然傳感器已經(jīng)在實驗室進行過測試,研究人員希望能在毛細血管中進行測試和演示,上述行為需要獲得監(jiān)管機構(gòu)的批準。研究人員還在致力于進一步改善并提高生物燃料電池的功率輸出。

  Gupta補充道,“將生物燃料電池技術(shù)和先進的電子元件相結(jié)合將成就一段‘佳話’,我們可以預(yù)見到多種未來應(yīng)用?!?/p>

  研究團隊成員還包括來自機械和材料工程學(xué)院的Yuehe Lin和Annie Du,以及之前在華盛頓州立大學(xué)護理學(xué)院,現(xiàn)在在威爾頓大學(xué)(Walden University)的Martin Schiavenato。開發(fā)傳感器的項目由華盛頓州立大學(xué)Grand Challenges種子基金資助。


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