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MIT大牛又脑洞大开:研究用胃酸发电的药丸

2017-2-8 10:06 阅读: 566 评论: 0 编辑: ygzx1
[导读]今天,兰格教授与多名研究人员一道,在《自然》子刊《Nature Biomedical Engineering》发文,报道了一种新型药丸。
 麻省理工学院的罗伯特·兰格(Robert Langer)教授有着“美国国家科学奖章获得者”,“生物技术领域最重要的20名科学家”等一系列光彩夺目的头衔。他年仅43岁就成为了美国国家科学院、国家工程学院和国家医学研究院三院院士,纪录至今无人能打破。在这些头衔与纪录的背后,是1000多篇论文、800多个专利的积淀。
今天,兰格教授与多名研究人员一道,在《自然》子刊《Nature Biomedical Engineering》发文,报道了一种新型药丸。
MIT大牛又脑洞大开:研究用胃酸发电的药丸
这种药丸的逆天之处在于,它居然能用胃酸发电!
MIT大牛又脑洞大开:研究用胃酸发电的药丸
这可不是为了好玩才捣鼓出来的发明。它的背后,是兰格教授与合作者吉奥瓦尼·特拉维索(Giovanni Traverso)教授的奇思妙想。先前,这两名科学家发明了一系列可以吞服的电子药丸,用来监测体温、心率等生理指标。如果患者出现了异常,这些药丸就可以释放药物,让他们重回健康。
这项听起来非常合理的设计,在实际操作上有着潜在问题——为了让这些药丸能被顺利吞服,它们的体积必然受限,因此为这些药丸供电的电池也不能太大,这极大影响了药丸起效的时长。
MIT大牛又脑洞大开:研究用胃酸发电的药丸
“我们需要让供电更持久。” 特拉维索教授说道。
两名科学家很快就开出了一个全新的脑洞,而他们的灵感之源是普通的柠檬。
在美国的小学课堂上,“柠檬电池”一直是经典的教学案例——如果在柠檬上插上镀锌的钉子与铜质的硬币,再将它们用电线连接起来,电流就会产生。这是由于锌电极上的电子往铜电极流动,并与柠檬汁里的氢离子结合的缘故。
MIT大牛又脑洞大开:研究用胃酸发电的药丸
如果柠檬汁的酸度足以产生电流,那么胃酸呢?
为了检验这个想法,科学家们在可吞服的小药丸表面按上了锌和铜制成的电极。按他们的计算,这个装置产生的电流足够用来为体温计供电,甚至还能将体温数据无线传输出来。
科学家们用猪做了第一次实验。猪的消化道很长,足以检测这款药丸的持久度。研究发现,当药丸停留在猪的胃部时,电池产生了强劲的电流,每过12秒就能隔着猪的肚皮,将体温数据传输到2米外的接收器上。
更让人惊喜的是,尽管小肠内的酸度远不及胃酸,但这款电池仍然能产生电流,为药丸供电。“只要不频繁发送,你还是可以持续获得信息。” 特拉维索教授说。
在这次实验中,新电池供电的装置,平均工作时长近1周。
“这项研究令人激动,”一名未参与该研究的专家评论说:“这代表了生物可吸收能源、高效电子装置、先进的生物感受器、以及无线传输系统等多个领域的进步。”
“我们的工作有望带来新一代电子药丸,”兰格教授说道:“它们有朝一日能用全新的方式监控患者的健康,治疗疾病。”
MIT大牛又脑洞大开:研究用胃酸发电的药丸
用金箔包裹的药物,能在适当的时候释放出来(图片来源:Nature)
目前,科学家们正在改进这项发明。未来,它的体积有望缩小到现有体积的三分之一,并能利用搜集到的生理数据,为患者提供更好的医疗建议,甚至是在患者体内自动释放药物。一副全自动的健康时代画卷,正在我们面前徐徐展开。


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