瑞士苏黎世联邦理工学院的科研团队发明了一种新型燃料电池植入物，用于治疗 1 型糖尿病。这种微型燃料电池能用血液中多余的葡萄糖（血糖）发电，为植入式医疗器械供电，无须外部电源。

研究人员近期在德国《先进材料》杂志上发表论文说，他们将这种电池与人工模拟胰岛β细胞相结合，制造出利用多余血糖自动驱动胰岛素释放、电能自给自足的装置，在动物实验中取得成功，有效控制住1型糖尿病小鼠的血糖。

△研究人员在《先进材料》杂志发表论文

1 型糖尿病是一种自身免疫性疾病，导致身体不能自然地产生胰岛素，从而使血糖水平升得过高。该研究团队曾在 2016 年测试了一种包含人造 β 细胞的胶囊植入物。当用电或蓝色 LED 灯刺激时，这些细胞可以自主地分泌和释放胰岛素，使患者更容易控制血糖水平。

然而，这个系统还缺乏一个可行的电源。如今，研究人员采取的解决方案是一种类似茶包的燃料电池植入物，它可以将来自碳水化合物等食物的多余血糖转化为电能。

这种新型燃料电池比人类指甲盖略大，体积接近于一包茶袋，由无纺布包裹，外部并涂有藻酸盐（一种藻类衍生产品）。其核心部件是由含铜的纳米材料制成的电极，能将葡萄糖分解成葡萄糖酸和质子，产生电能。这些电流需要配合含有 β 细胞的胰岛素胶囊，触发分泌胰岛素。电池植入动物体内后，体液浸润海藻酸盐，使葡萄糖分子进入燃料电池。

△比指甲盖略大的植入式燃料电池

研究人员此前曾用基因工程手段培育出人工模拟胰岛B细胞，能在电压控制下释放胰岛素。结合上述两种技术的装置在血糖过高时会激活燃料电池，分解葡萄糖产生电力，刺激人工模拟胰岛β细胞释放胰岛素以降低血糖。血糖回到正常水平后，燃料电池停止运作，胰岛素释放中止。在患有1型糖尿病的小鼠身上，该装置有效控制了血糖，而且燃料电池表现出良好的耐久性。

研究人员说，这种燃料电池产生的电能不仅足以驱动体内医疗器械，还有余力与外部设备如智能手机联通，帮助患者和医生监测指标变化、调节体内装置运行。

△该燃料电池的小鼠实验设计

几十年来，科学家们一直在理论上探讨一种能够利用人体能量为起搏器等医疗设备提供动力，而不需要电池或其他外部电源的自调节生物燃料电池，科技的进步可能终于将理论变成了现实。

不过研究人员也表示，要将该技术应用于人体，还有很长的路要走，他们只在小鼠身上测试过这个设备，“将这样的设备推向市场远远超出了我们的财力和人力资源，这将需要具有适当资源和专业知识的行业合作伙伴。”在这个燃料电池能够帮助人类治疗糖尿病之前，可能还需要经历漫长的进一步测试和筹款过程。

参考资料：

1.新华社《新型植入式燃料电池可用血糖发电》

2.血管科普新区《医生没辙了? 理工男用高血糖给植入式电池发电》

3.IT之家《瑞士研究人员研制出植入式燃料电池，可用血糖发电》