特殊涂层防止电池在被吞咽后进行电力

新的涂层电池仍然在压缩时进行电，但如果意外摄入而不是。

由研究团队开发的新型特殊涂层防止电流在意外电池摄取后损坏消化道。

每年，近4000名儿童吞咽纽扣电池后急诊室 - 电源玩具，助听器，计算器和许多其他设备的平板电池。摄入这些电池具有严重的后果，包括烧伤，使消化道中的食道损伤，在一些情况下，甚至死亡。

为了帮助防止这种伤害，MIT，Brigham和女式医院的研究人员和Massachusetts综合医院已经设计了一种用特殊材料涂上电池的新方法，这些材料在被吞咽后防止它们进行电力。在动物试验中，他们发现这种电池根本没有损害胃肠道（GI）的道路。

“我们非常高兴我们的研究表明，我们创造的这些新电池有可能大大提高安全由于成千上万的患者因玩具或其他实体中的数千名患者而意外摄入，”罗伯特兰杰说，David H. Koch Institute教授和麻省理工学院综合癌症研究所成员，医学工程研究所和科学（IMES）和化学工程系。

Langer和Jeffrey Karp是哈佛医学院和布里格姆和妇女医院的副教授，是一篇文章的高级作者，描述了本周新型电池涂料的全国科学院的诉讼程序。本文的牵头作者是Bryan Laulicht，前IMES Postdoc，Giovanni Traverso，Koch Institute的研究员和MGH的胃肠学家。

小电池，大危险

每年生产约有50亿纽扣电池，这些电池变得越来越强大，如果吞咽，它们会更加危险。在美国，最近的立法已经强制警告套餐标签，有些玩具必须拥有电池外壳，只能用螺丝刀打开。然而，Karp说，没有技术创新使电池本身更安全。

当吞下电池时，它们开始与水或唾液相互作用，产生产生氢氧化物的电流，腐蚀性离子损坏组织。这可能在几个小时内造成严重伤害，特别是如果父母不立即实现一个孩子吞下了电池。

“食道中的盘电池需要[紧急]内窥镜拆卸，”Traverso说。“这代表了一种胃肠道紧急情况，因为在电池与组织接触时，组织损伤开始，产生电流[和]导致化学燃烧。”

研究团队开始思考改变电池的方法，以便它们不会在人体内部产生电流，但仍然能够为设备供电。他们知道电池在其房内进入外壳时，它们会遇到温和的压力。为了利用这一点，他们决定用一种材料涂抹电池，这些材料将在压力下允许它们进行，但是当电池没有被压缩时就可以作为绝缘体。

量子隧穿复合材料（QTC），常用于计算机键盘和触摸屏的现成材料，完美地符合账单。QTC是一种橡胶状材料，通常由硅树脂制成，嵌入金属颗粒。在正常情况下，这些颗粒相距太远以进行电流。然而，当挤压时，颗粒越靠近并开始进行。这允许QTC根据它的压力达到导体从绝缘体切换到导体。

为了验证这种涂层是否会保护组织损伤，研究人员首先计算了电池在消化道内部体验的压力有多大压力，其中的流动的运动，称为蠕动，有助于移动食物。他们计算出即使在患有罕见的疾病的患者中发现的最高力量，QTC涂层电池也不会进行。

“你想知道什么是可能适用的最大力量，并且你想确保电池只在该阈值之上进行，”Laulicht说。“我们觉得一旦我们高于那些水平，这些涂料将通过Gi Tract不变。”

完成这些计算后，研究人员在猪的食道中监测涂层电池，发现没有损坏的迹象。

“一个相对简单的解决方案”

因为QTC相对便宜且已经在其他消费产品中使用，因此研究人员认为电池公司可以很容易地实现这种类型的涂层。他们现在正在努力制定一种制造涂层电池的可扩展方法，并寻求有趣的公司正在采用它们。

“我们真的很兴趣努力施加设计标准，使我们能够拥有加速途径以使其进入社会并减少伤害，”卡尔普说。“我们认为这是一个相对简单的解决方案，应该易于扩展，不会增加大量成本，并且可以解决与摄取这些电池相关的最大问题之一。”

此外，由于涂层是防水的，研究人员认为它可用于使电池耐候性和更适合户外使用。他们还计划在其他类型的电池上测试涂层，包括锂电池。

伊迪丝Mathiowitz，棕色大学医学教授，他不参与该研究，他认为，这种方法是一个“精彩的想法”，可以轻松解决电池摄取的潜在危险。

“我喜欢的是，这是一个简单的想法，你可以很容易地实施。她说，这不是一个需要一个新的制造工厂的东西。““并且，最终可能在任何类型的电池尺寸中有用。”

该研究由美国国立卫生研究院资助。

出版物：Bryan Laulicht等，“简单的电池装甲，以防止胃肠损伤意外摄入，”PNAS，2014; DOI：10.1073 / pnas.1418423111

图像：克里斯汀·丹尼尔洛夫（Christine Daniloff）