現在, 可植入醫療電子器件的使用越來越多, 其電源主要依賴於商業可充電及不可充電電池. 一旦此類電源達到使用壽命, 病人不得不接受二次手術將其從體內取出. 我國科學家開發出純天然生物全可吸收摩擦納米發電機, 既可生物降解, 又可將生物機械能轉化為電能. 相關研究成果發表在最新一期的《先進材料》上.
植入式摩擦納米發電機 (iTENG) 是一種可植入體內的能源轉換裝置, 它可用於收集不同形式的生物機械能, 並將其有效轉換為電能, 此類生物機械能可源於心跳, 呼吸, 肢體運動及脈搏跳動等. 大量的實驗已證明iTENG轉換的電能可成功用於心臟起搏, 健康監測及細胞組織工程. 近日, 在中科院北京納米能源與系統所首席科學家王中林, 研究員李舟及北京航空航天大學教授樊瑜波的指導下, 博士江文, 博士生李虎和劉卓等利用五種自然來源的可降解材料 (纖維素, 甲殼素, 絲素蛋白, 米紙, 蛋清) , 開發出不同類型的純天然生物全可吸收摩擦納米發電機 (BN-TENGs) .
BN-TENGs具有良好的生物相容性, 生物降解可調節性及生物可吸收性. 它同時還具有高效的生物機械能轉化效率, 可實現在體內及體外正常工作, 並將生物機械能有效轉化為電能. 該工作實現了BN-TENGs在體內及體外的可控降解.
研究人員還將開發的BN-TENGs作為電壓源用於功能失調的心肌細胞, 成功調節了心肌細胞的跳動速率. 當BN-TENGs完成預定任務, 被植入到SD大鼠體內後, 可被SD大鼠降解並吸收. 新開發的BN-TENGs具有作為電源驅動可植入醫療電子器件的巨大潛力, 在完成其既定任務後, 可被生物體自行降解吸收, 避免了病人進行二次手術.
