无需电池 自驱动心脏起搏器问世

张梦然

据英國《自然·通讯》杂志4月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。