现在, 可植入医疗电子器件的使用越来越多, 其电源主要依赖于商业可充电及不可充电电池. 一旦此类电源达到使用寿命, 病人不得不接受二次手术将其从体内取出. 我国科学家开发出纯天然生物全可吸收摩擦纳米发电机, 既可生物降解, 又可将生物机械能转化为电能. 相关研究成果发表在最新一期的《先进材料》上.
植入式摩擦纳米发电机 (iTENG) 是一种可植入体内的能源转换装置, 它可用于收集不同形式的生物机械能, 并将其有效转换为电能, 此类生物机械能可源于心跳, 呼吸, 肢体运动及脉搏跳动等. 大量的实验已证明iTENG转换的电能可成功用于心脏起搏, 健康监测及细胞组织工程. 近日, 在中科院北京纳米能源与系统所首席科学家王中林, 研究员李舟及北京航空航天大学教授樊瑜波的指导下, 博士江文, 博士生李虎和刘卓等利用五种自然来源的可降解材料 (纤维素, 甲壳素, 丝素蛋白, 米纸, 蛋清) , 开发出不同类型的纯天然生物全可吸收摩擦纳米发电机 (BN-TENGs) .
BN-TENGs具有良好的生物相容性, 生物降解可调节性及生物可吸收性. 它同时还具有高效的生物机械能转化效率, 可实现在体内及体外正常工作, 并将生物机械能有效转化为电能. 该工作实现了BN-TENGs在体内及体外的可控降解.
研究人员还将开发的BN-TENGs作为电压源用于功能失调的心肌细胞, 成功调节了心肌细胞的跳动速率. 当BN-TENGs完成预定任务, 被植入到SD大鼠体内后, 可被SD大鼠降解并吸收. 新开发的BN-TENGs具有作为电源驱动可植入医疗电子器件的巨大潜力, 在完成其既定任务后, 可被生物体自行降解吸收, 避免了病人进行二次手术.
