压电和摩擦纳米发电机：自供电植入式生物医学设备的有前途的技术

近年来，植入式生物医学设备 （IBD） 因其对生物医学领域的巨大贡献而引起了广泛关注。然而，不间断且可靠的电源一直是 IBD 的主要障碍，电池大大缓解了这种情况。电池供电的 IBD 的广泛应用受到一些限制的阻碍，包括体积庞大、容量和保质期有限，以及与基于手术的电池充电/更换相关的支出。为了应对这些挑战，最先进的自供电技术应运而生，包括植入式压电纳米发电机 （iPENG） 和植入式摩擦纳米发电机 （iTENG）。这些技术使 IBD 能够通过利用内部器官的微小机械运动（如心跳、呼吸、血液循环、肌肉收缩/松弛和肺振动）来自主运作。本文重点介绍了 iTENG 和 iPENG 的最新进展，用于开发具有广泛应用的自供电 IBD，包括 从生物力学和超声源收集能量以及使用电池和电容器进行能量存储。本研究还探讨了 IBD 在各个领域的广泛传感应用，包括心脏、胃肠道、膀胱和韧带应变监测。最后，IBD 的治疗应用，如神经刺激、骨刺激、软骨治疗、组织再生、肌肉刺激、药物输送和糖尿病管理。

服务对象 ： 国立台湾大学
发表时间： 2023 年 11 月 10 日
发表期刊： Nano Energy
文章链接： https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.109051