科學家做出能吞的「紙電池」 在體內供電3天(圖)


在醫院進行手術的外科醫生團隊。
在醫院進行手術的外科醫生團隊(圖片來源:karrastock / stock.adobe.com)

【看中國2026年9月22日訊】科學家研發出一種可以吞進肚子裡的「紙電池」,它能在體內給醫療設備供電,完成任務後還會逐漸分解。

目前,這種電池已經在豬身上進行測試,最長可以工作3天。相關研究9月21日發表在《自然·化學工程》(Nature Chemical Engineering)期刊上。

這種電池主要是為可吞嚥醫療設備設計的。現在已經有一些醫療設備可以吞進人體,用來檢測出血、釋放藥物,或者刺激特定組織和器官。

但一個麻煩是,傳統電池不僅體積大,還必須完全密封,避免內部材料泄漏、損傷人體組織。如果電池無法自行排出,還可能需要把它取出來。

研究人員因此做出了這種薄而多孔、外形類似紙張的新型電池。

它採用分層設計,負極使用鎂合金,正極含有三氧化鉬和活性炭,中間則加入可生物降解的電解質。研究人員還使用纖維素納米纖維作為黏合劑,讓整個電池形成類似紙張的結構。

更特別的是,這些材料可以在酸性的胃腸道環境中逐漸溶解,之後被安全吸收,不會留下有害碎片或有毒副產物。

為了避免電池剛進胃裡就被胃酸迅速分解,研究人員還給它穿了一層「保護衣」——在外面塗上蜂蠟,有些版本還增加了小燭樹蠟,用來控制電池能工作多久。

研究團隊一共製作了兩個版本。其中較小的一款甚至可以直接裝進標準明膠膠囊。

實驗室測試顯示,小型電池可以產生約1.77伏電壓,足以給低功耗電子設備供電。較大的版本可以達到約1.84伏。

接下來,研究人員把電池放進3D列印的膠囊,再送進豬的體內進行測試。

結果顯示,兩種電池最長都可以工作3天。不過隨著電池逐漸分解,電壓和容量也會慢慢下降。

研究人員還真的用它們給豬體內的醫療設備供電。

小型電池連接一個無線RFID標籤。研究人員把標籤放進豬的食道後,它可以向最遠約1.5米外的接收器發送信號,從而判斷豬什麼時候吞下了藥物。

較大的電池則給另一種可吞嚥膠囊供電,對胃部進行電刺激。實驗發現,這種刺激提高了豬血液中促進飢餓感的胃飢餓素水平,而且刺激位置沒有出現肉眼可見的組織損傷。

不過,這項技術目前還沒有在人身上進行測試。

研究人員也承認,現在還有一些問題需要解決。比如電池容量仍然比較低,而且不同電池的工作時間和降解速度還存在差異。

團隊接下來準備進一步控制電池的工作壽命,讓它可以根據不同醫療設備的需要,準確工作幾個小時到幾天,然後再逐漸分解。

研究人員還將進行更接近人體胃腸道環境的長期測試,並計畫推進RFID系統的首次臨床試驗。研究共同作者喬瓦尼·特拉韋爾索(Giovanni Traverso)表示,這項臨床試驗可能在大約兩年後開始。


 



責任編輯:王力 来源:看中國

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