無需電池 自驅動心臟起搏器問世

張夢然

據英國《自然·通訊》雜志4月23日發表的一項生物醫學工程研究，中美科學家團隊報告了一種無需電池、可以收集心跳產生的能量的裝置，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，心臟起搏器發放由電池提供能量的電脈沖，通過導線電極的傳導去刺激電極接觸到的心肌，進而使心臟激動和收縮，達到治療的目的。但目前的心臟起搏器等植入式醫療器件，主要依靠電池供能，這些電池不僅笨重堅硬，而且壽命較短。植入式自驅動能量收集器可用于生理調節，但目前只在能量需求較低的小型動物和細胞模型上進行過展示。

此次，中國科學院北京納米能源與系統研究所李舟、美國佐治亞理工學院王中林及其同事，合作開發了一種可植入式發電機，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械耐久性，另配有一個電源管理單元和一個起搏器。研究團隊在豬體內證實，他們的這個可植入系統不僅可以進行心臟起搏，還能糾正竇性心律不齊（一種心臟節律不規則），防止病情惡化——如竇性停搏和心室顫動，從而避免可能導致的死亡。

盡管這一系統還需在尺寸、效率和長期生物安全性方面做進一步優化才能最終用于人體，但每次心動周期所收集的能量，已經超過了人類心臟起搏所需要的能量。

研究人員認為，這一技術在組織工程、神經再生和干細胞分化這些領域或具有廣泛的應用前景。