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用于糖尿病的硅胰腺β细胞。

A silicon pancreatic Beta cell for diabetes.

出版信息

IEEE Trans Biomed Circuits Syst. 2007 Mar;1(1):39-49. doi: 10.1109/TBCAS.2007.893178.

DOI:10.1109/TBCAS.2007.893178
PMID:23851519
Abstract

The paper will consider how silicon devices such as ion-sensitive field effect transistors can be used to model metabolic functions in biology. In a first example, a biologically inspired silicon beta cell is presented to serve as the main building block of an artificial pancreas. This is to be used for real-time glucose sensing and insulin release for diabetics. This system presents the first silicon implementation of a metabolic cell capable of exhibiting variable bursting behavior upon glucose stimulation. Based on the Hodgkin and Huxley formalism, this approach achieves dynamics similar to that of biological beta cells by using devices biased in the subthreshold regime. In addition to mimicking the physiological behavior of the beta cell, the circuit achieves good power efficiency, measured to be 4.5 muW.

摘要

本文将探讨如何使用硅器件(如离子敏场效应晶体管)来模拟生物学中的代谢功能。在第一个示例中,提出了一种受生物学启发的硅β细胞,作为人工胰腺的主要构建块。这将用于实时葡萄糖感测和糖尿病患者的胰岛素释放。该系统展示了第一个能够在葡萄糖刺激下表现出可变爆发行为的代谢细胞的硅实现。基于 Hodgkin 和 Huxley 形式主义,该方法通过在亚阈值状态下偏置器件来实现类似于生物β细胞的动力学。除了模拟β细胞的生理行为外,该电路还实现了良好的功率效率,测量值为 4.5 μW。

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