9月24日消息(研究9月23日报道),发表于《Nature Chemical Engineering》的一项研究开发出可生物降解(bioresorbable)镁-三氧化钼纸电池,为胶囊级医疗器械在胃肠道内供电提供新方案。

该电池开路电压峰值达1.84V,负极为250微米厚可降解AZ31镁合金,正极为200微米厚三氧化钼纸复合电极(25微米钼箔集流体),以纤维素纳米纤丝为粘结剂;电解质采用氯化胆碱与DL-乳酸熔融制成的可生物降解离子液体,嵌入明胶凝胶基质;封装采用蜂蜡与小烛树蜡。大面积电池在0.2mA/cm²电流密度下最大容量3.5mAh,放电中维持约1.6V电压24小时,面积能量密度4.13mWh/cm²。

在活体猪模型中,蜡封装电池经胃内滞留24或72小时后取出仍保持电功能。演示中,电池成功驱动RFID标签(空气中通信距离4米、猪食管内1.5米)以及可降解胃电刺激胶囊——单电池可支撑连续刺激最长三天,三次刺激实验中血浆生长素释放肽平均升高36.3%±12.85%。

在75°C加速模拟胃液测试中,蜡层两周内逐层剥离,电极两周内溶解,数月内完全结构降解;镁、钼衍生产物的估算暴露量低于文献引用的每日摄入水平。作者指出,对于1-3天通过胃肠道的胶囊,可生物降解性主要是额外安全裕度;而对于滞留胃内数天的器械,则可免除内镜取出操作。该团队目前在小规模禁食猪群体验证,进入人体临床前仍需更多安全性与性能研究。 (来源:AZoM)