重庆大学杨扬/廖强团队Adv. Sci：基于微针的含MXene/CNT混合生物阳极的酶燃料电池：基础研究与生物医学应用

背景：透皮给药技术因患者依从性好而成为口服和皮下注射的潜在替代方案，但受限于角质层屏障，传统方法效率低。柔性酶燃料电池（BFC）可利用体液中的生物燃料直接发电，为电刺激驱动透皮给药提供了绿色、自供能的解决方案，但其产电稳定性常受汗液分泌波动影响。研究目的：重庆大学杨扬/廖强团队与陆军第三军医大学范沁林合作，旨在开发一种基于水凝胶微针的BFC（MBFC），通过微针持续提取皮下间质液中的葡萄糖作为稳定燃料，提升电池产电稳定性，并促进荷电药物的透皮递送。结论：研制的MBFC由MXene/CNT/葡萄糖氧化酶生物阳极和铂/碳阴极构成，结合高孔隙率、快速溶胀的微针贴片，在体外和体内实验中实现了5-6 μA的稳定电流输出，可持续工作6小时以上。该装置能有效驱动不同荷电药物（如盐酸环丙沙星和胰岛素）的透皮递送，使环丙沙星累计递送效率提升30%，并显著加速糖尿病模型小鼠的血糖下降。理论模拟表明，MXene基阳极的优异电子传递与微针的持续燃料供给是性能提升的关键。该工作为可穿戴自供能电子设备和透皮给药技术的发展提供了新思路。