据英国《自然⋅通讯》杂志23日发表的一项生物医学工程研究,中美科学家团队报告了一种无需电池、可以收集心跳产生的能量的装置,并以此给心脏起搏器供能。 这一装置被植入成年猪体内后,还能纠正窦性心律不齐。
作为一种较常见的可植入电子仪器,心脏起搏器发放由电池提供能量的电脉冲,通过导线电极的传导去刺激电极接触到的心肌,进而使心脏激动和收缩,达到治疗的目的。但目前的心脏起搏器等植入式医疗器件,主要依靠电池供能,这些电池不仅笨重坚硬,而且寿命较短。植入式自驱动能量收集器可用于生理调节,但目前只在能量需求较低的小型动物和细胞模型上进行过展示。
此次,中国科学院北京纳米能源与系统研究所李舟、美国佐治亚理工学院王中林及其同事,合作开发了一种可植入式发电机,可以从心脏搏动中收集足够的能量,为商用起搏器供能。
这个能量收集器具有良好的生物相容性和机械耐久性,另配有一个电源管理单元和一个起搏器。研究团队在猪体内证实,他们的这个可植入系统不仅可以进行心脏起搏,还能纠正窦性心律不齐（一种心脏节律不规则）,防止病情恶化——如窦性停搏和心室颤动,从而避免可能导致的死亡。
尽管这一系统还需在尺寸、效率和长期生物安全性方面做进一步优化才能最终用于人体,但每次心动周期所收集的能量,已经超过了人类心脏起搏所需要的能量。
研究人员认为,这一技术在组织工程、神经再生和干细胞分化这些领域或具有广泛的应用前景。
