研究人员开发了一种植入式生物燃料驱动的传感器,该传感器可以在糖上运行,可以监测身体的生物信号,以检测,预防和诊断疾病。
 
由WSU电气工程与计算机科学学院助理教授Subhanshu Gupta领导的跨学科研究团队开发了这种独特的传感器,该传感器由生物燃料电池提供,可以从体液中收集葡萄糖来运行。
 
该研究团队展示了生物燃料电池与电子设备的独特集成,以高灵敏度处理生理和生化信号。
 
他们最近的工作发表在IEEE电路与系统交易杂志上。
 
来自Gene和Linda化学工程和生物工程学院的Su Ha和Alla Kostyukova教授领导了生物燃料电池的设计。
 
许多用于疾病检测的流行传感器是需要充电的手表,或者佩戴在皮肤上的贴片,这些贴片是表面的并且不能嵌入。由WSU团队开发的传感器还可以消除刺破手指以测试某些疾病(如糖尿病)的需要。
 
“人体通过皮肤和口腔周围的血糖或乳酸在体液中携带大量燃料,”古普塔说。“使用生物燃料电池打开了将身体用作潜在燃料的大门。”
 
传感器中的电子元件采用最先进的设计和制造,只消耗几微瓦的功率,同时又具有高灵敏度。Gupta表示,将这些电子设备与生物燃料电池相结合,使其比传统的电池供电设备更高效。由于它依赖于体内葡萄糖,因此传感器的电子设备可以无限期供电。因此,例如,传感器可以在皮肤下产生的糖上运行。
 
他说,与常用的锂离子电池不同,生物燃料电池也是完全无毒的,因此作为人体植入物更具前景。它比传统的生物燃料电池更稳定和灵敏。
 
研究人员表示,通过利用规模经济,他们的传感器可以通过大规模生产以低成本制造。
 
虽然传感器已经在实验室进行了测试,但研究人员希望在血液毛细管中进行测试和演示,这需要获得监管机构的批准。研究人员还致力于进一步改善和提高其生物燃料电池的功率输出。
 
“这将生物燃料电池的技术与我们先进的电子产品结合在一起,”古普塔说。“这是一个非常好的婚姻,可以用于许多未来的应用。”