血糖浓度是反映生理健康的重要参数之一。血液分析和胰岛素注射作为检测和调节血糖浓度的传统方法,可能会延缓代谢疾病的治疗。随着脑机接口和纳米发电机技术研究的不断深入发展,人们尝试将脑机接口、纳米器件和纳米发电机整合在一起,用后者所产生的能量为前者供能,并用纳米器件自驱动传感生理信号,形成一体化自驱动纳米系统。本文将脑机接口、纳米器件和纳米发电机集成于一个系统,在一个物理与化学过程中同时实现葡萄糖传感和压电发电,进而实现了自驱动的一体化脑机接口,在实际运用中可实时监测和快速调节血糖浓度（已实现升高血糖浓度）。这种自驱动的一体化方法提高了纳米器件在生理学上运用的可及性,并扩展了脑机接口在代谢疾病精准医学中的应用。具体研究内容如下:（1）根据ZnO纳米线阵列材料的压电特性与生物传感的耦合效应,设计制造了新型的自驱动葡萄糖传感器,并实现了实时监测葡萄糖浓度。采用湿化学法和水热法在Ti基底上生长出致密又均匀的Zn O纳米线阵列,并用柔性材料进行封装制备出自驱动葡萄糖传感器。测试了自驱动葡萄糖传感器在0-4.1 mg/L葡萄糖浓度溶液中的压电电压输出,最大平均输出响应可达118%。另外,测量了自驱动葡萄糖传感器在重复弯曲、不同频率、有无酶修饰、不同尿素浓度和多次重复传感测量工作中的稳定性和选择性。通过微观结构说明自驱动葡萄糖传感器的基本构造,并对传感理论机制进行了深入讨论。在实际运用中,测量了饭前与饭后唾液中的输出压电电压以及响应。自驱动葡萄糖传感器可准确测量出饭前与饭后唾液中的葡萄糖浓度差异。作为能量收集器的压电陶瓷装置穿戴在膝盖上,可以将人体机械能转化为电能,为整个系统供电。微控制器可以准确判断自驱动葡萄糖传感器的输出电压,当达到预设阈值就会输出脑刺激信号。（2）在小鼠样品中,给小鼠植入自制的刺激电极,将电极与微控制器连接后固定在小鼠头部。在未受到电刺激时,小鼠的血糖浓度处于稳定波动状态。在受到电刺激后,连接到下丘脑腹内侧核的背内侧（VMHdm）的刺激电极增强了调节神经受体的表达,小鼠的血糖浓度快速升高,10分钟电刺激后血糖浓度升高39%。