研究人員開發(fā)了糖動(dòng)力傳感器來檢測(cè) 預(yù)防疾病

華盛頓州立大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種可植入的，生物燃料驅(qū)動(dòng)的傳感器，該傳感器可以在糖上運(yùn)行，可以監(jiān)測(cè)身體的生物信號(hào)，以檢測(cè)，預(yù)防和診斷疾病。

由WSU電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院助理教授Subhanshu Gupta領(lǐng)導(dǎo)的跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了這種獨(dú)特的傳感器，該傳感器由生物燃料電池提供，可以從體液中收集葡萄糖。

該研究團(tuán)隊(duì)展示了生物燃料電池與電子設(shè)備的獨(dú)特整合，以高靈敏度處理生理和生化信號(hào)。

他們最近的工作發(fā)表在IEEE電路與系統(tǒng)交易雜志上。

來自Gene和Linda化學(xué)工程和生物工程學(xué)院的Su Ha和Alla Kostyukova教授領(lǐng)導(dǎo)了生物燃料電池的設(shè)計(jì)。

用于疾病檢測(cè)的許多流行的傳感器要么是需要充電的手表，要么是佩戴在皮膚上的貼片，這些貼片是表面的并且不能嵌入。由WSU團(tuán)隊(duì)開發(fā)的傳感器還可以消除刺破手指以檢測(cè)某些疾病(如糖尿病)的需要。

“人體通過皮膚和口腔周圍的血糖或乳酸鹽在體液中攜帶大量燃料，”古普塔說。“使用生物燃料電池打開了將身體用作潛在燃料的大門。”

傳感器中的電子元件采用最先進(jìn)的設(shè)計(jì)和制造，僅消耗幾微瓦的功率，同時(shí)具有高靈敏度。Gupta表示，將這些電子產(chǎn)品與生物燃料電池相結(jié)合，使其比傳統(tǒng)的電池供電設(shè)備更高效。由于它依賴于體內(nèi)葡萄糖，傳感器的電子設(shè)備可以無(wú)限期供電。因此，例如，傳感器可以在皮膚下產(chǎn)生的糖上運(yùn)行。

他說，與常用的鋰離子電池不同，生物燃料電池也是完全無(wú)毒的，因此作為人體植入物更具前景。它比傳統(tǒng)的生物燃料電池更穩(wěn)定和靈敏。

研究人員表示，通過利用規(guī)模經(jīng)濟(jì)，他們的傳感器可以通過大規(guī)模生產(chǎn)以低成本制造。

雖然傳感器已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了測(cè)試，但研究人員希望在血液毛細(xì)血管中進(jìn)行測(cè)試和演示，這需要獲得監(jiān)管部門的批準(zhǔn)。研究人員還致力于進(jìn)一步改善和提高其生物燃料電池的功率輸出。

“這將生物燃料電池的技術(shù)與我們先進(jìn)的電子產(chǎn)品結(jié)合在一起，”古普塔說。“這是一個(gè)非常好的婚姻，可以用于許多未來的應(yīng)用。”