無需電池 自驅(qū)動心臟起搏器問世

張夢然

據(jù)英國《自然·通訊》雜志4月23日發(fā)表的一項生物醫(yī)學(xué)工程研究，中美科學(xué)家團(tuán)隊報告了一種無需電池、可以收集心跳產(chǎn)生的能量的裝置，并以此給心臟起搏器供能。這一裝置被植入成年豬體內(nèi)后，還能糾正竇性心律不齊。

作為一種較常見的可植入電子儀器，心臟起搏器發(fā)放由電池提供能量的電脈沖，通過導(dǎo)線電極的傳導(dǎo)去刺激電極接觸到的心肌，進(jìn)而使心臟激動和收縮，達(dá)到治療的目的。但目前的心臟起搏器等植入式醫(yī)療器件，主要依靠電池供能，這些電池不僅笨重堅硬，而且壽命較短。植入式自驅(qū)動能量收集器可用于生理調(diào)節(jié)，但目前只在能量需求較低的小型動物和細(xì)胞模型上進(jìn)行過展示。

此次，中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所李舟、美國佐治亞理工學(xué)院王中林及其同事，合作開發(fā)了一種可植入式發(fā)電機(jī)，可以從心臟搏動中收集足夠的能量，為商用起搏器供能。

這個能量收集器具有良好的生物相容性和機(jī)械耐久性，另配有一個電源管理單元和一個起搏器。研究團(tuán)隊在豬體內(nèi)證實(shí)，他們的這個可植入系統(tǒng)不僅可以進(jìn)行心臟起搏，還能糾正竇性心律不齊（一種心臟節(jié)律不規(guī)則），防止病情惡化——如竇性停搏和心室顫動，從而避免可能導(dǎo)致的死亡。

盡管這一系統(tǒng)還需在尺寸、效率和長期生物安全性方面做進(jìn)一步優(yōu)化才能最終用于人體，但每次心動周期所收集的能量，已經(jīng)超過了人類心臟起搏所需要的能量。

研究人員認(rèn)為，這一技術(shù)在組織工程、神經(jīng)再生和干細(xì)胞分化這些領(lǐng)域或具有廣泛的應(yīng)用前景。