科技日報北京1月21日電 （記者陸成寬）未來，心臟起搏器或許再也不需要更換電池。記者21日從中國科學院大學獲悉，來自該校等單位的科研團隊，成功研發(fā)出一款依靠心臟跳動自發(fā)電的共生型心臟起搏器。該技術(shù)有望解決患者因電池耗盡而需再次手術(shù)更換心臟起搏器的難題，向“一次植入、終身使用”邁出關(guān)鍵一步。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然-生物醫(yī)學工程》雜志。
對心臟病患者而言，植入式心臟起搏器是恢復正常心律的“救命神器”。然而，植入式心臟起搏器內(nèi)置電池電量耗盡后，患者必須通過二次手術(shù)更換設(shè)備，不僅帶來痛苦與風險，也加重了家庭負擔。
為了破解這一難題，科研團隊跳出傳統(tǒng)設(shè)備設(shè)計思路，提出了“人機共生”新理念，讓起搏器不再只是被動的電子設(shè)備，而是能與人體協(xié)同共生的“伙伴”。歷經(jīng)近七年聯(lián)合攻關(guān)，他們成功研發(fā)出尺寸只有膠囊大小的微型共生型自供電無導線心臟起搏器。
“這款起搏器最核心的創(chuàng)新，在于它擁有一套高效的能量自生系統(tǒng)——就像內(nèi)置了一個微型‘發(fā)電機’?！闭撐牡谝蛔髡?、中國科學院大學副教授歐陽涵說，“它能借助電磁感應(yīng)原理，從心臟每次跳動的低頻運動中收集能量，并轉(zhuǎn)換成電能。測試結(jié)果表明，它產(chǎn)生的電力最高可達120微瓦，超過了維持起搏器終身運行所需約5—10微瓦的標準，足以穩(wěn)定支持起搏器工作，從而精準調(diào)控心律。”
值得關(guān)注的是，這款起搏器體積非常小巧，形狀近似膠囊，對人體組織友好，不易引發(fā)排異或凝血，可以通過微創(chuàng)導管經(jīng)股靜脈植入心臟內(nèi)部，大大降低手術(shù)創(chuàng)傷?？蒲袌F隊獨創(chuàng)了一套極簡的磁懸浮儲能結(jié)構(gòu)，這項設(shè)計不僅減少了能量損耗和內(nèi)部摩擦，還實現(xiàn)了近零啟動閾值、高效能量轉(zhuǎn)換和持續(xù)穩(wěn)定的功率輸出，在簡化整體結(jié)構(gòu)的同時，也顯著提升了設(shè)備長期工作的可靠性。
為驗證實際效果，研究人員在患有嚴重心律不齊的豬體內(nèi)，對該共生型起搏器進行了為期一個月的連續(xù)測試。在此期間，起搏器完全依靠自身從心跳中收集的能量運行，始終穩(wěn)定維持了豬的正常心跳節(jié)奏，成功證明了其未來應(yīng)用于人體的可行性與可靠性。
（責任編輯：蔡文斌）
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