新华社北京1月24日电(魏梦佳记者)对于心脏病患者来说,“植入起搏器”是“救命工具”,可以恢复正常心律。具有精确调节细胞活动能力的植入式生物电子设备不仅能够恢复心律,而且广泛应用于运动、视听功能恢复、疼痛管理、疾病诊断等领域,支持重大疾病的早期干预、精准治疗和长期管理。但一个棘手的问题却长期困扰着医生和患者。当植入设备的电池耗尽时,患者必须接受另一次手术来更换设备。这种手术不仅会带来额外的医疗风险,还会给患者带来身体和经济上的负担。因此,实现“终身免维护运行”成为植入电子领域追求的最终目标,而如何满足这一要求终生使用所需的关键电源是该领域面临的核心挑战。这张照片显示了无引线、自供电共生起搏器的示意图。新华社报道,由中国科学院大学(以下简称“国科大”)、清华大学、北京清华大学长庚纪念医院、北京大学、北京大学第三医院、中国医学科学院阜维医院等组成的研究团队,经过约七年的联合攻关,在该领域取得重大进展,成功研制出胶囊大小的微共生自供电无线起搏器。近日,相关研究成果发表在权威期刊《自然生物医学工程》上。该起搏器的主要创新点是集成的高效能量回收模块。它利用电子捕获心跳本身的动能电磁感应技术并将其转化为电能。测试表明,其功率输出超过了起搏器终生运行的临界能量阈值,可以稳定驱动起搏电路,实现精确的心率控制。同时,该装置采用高度小型化设计,具有优异的生物相容性和血液相容性,支持微创经导管植入,显着减少手术创伤。照片显示了在体内植入起搏器的过程的示意图和图像。新华社进一步报道称,该团队创新设计了最小磁悬浮能量缓存结构,不仅最大限度地减少了能量损失和机械摩擦,而且实现了近零起爆阈值、高动能转换效率和稳定的心内平均功率输出。它还简化了系统复杂性并提高了设备的长期稳定性。在动物研究中,新型起搏器完成了为期一个月的自主功能测试。研究人员表示,实验过程中,起搏器能够实现持续自我供给能量,稳定实现起搏治疗功能,并有效调节实验动物的心率,充分验证了临床转化的通路能力。论文第一作者、中国科学技术大学纳米科学与工程学院欧阳涵副教授认为,这一技术突破有望将起搏器寿命延长至与自然心脏相匹配的水平,有助于解决二次手术问题,为植入式电子设备实现“人机共生”和“终身免维护”开辟新路径。
(编辑:王菊盆)