圖片來源: 美國化學(xué)學(xué)會(huì)

心臟起搏器拯救了無數(shù)人的生命，它能夠確保心臟以規(guī)律的節(jié)奏跳動(dòng)。然而，已有的起搏器并非完美的。它們最大的缺點(diǎn)是電池只能持續(xù)使用5年，而到了這個(gè)時(shí)間點(diǎn)就必須通過外科手術(shù)來替換。這種手術(shù)過程會(huì)使患者面臨著感染、出血和其他并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。這就是為什么幾十年來科學(xué)家一直試圖延長心臟起搏器的電池壽命。近日，上海長海醫(yī)院的研究人員提出了一個(gè)令人興奮的解決方案，涉及一種由心跳提供動(dòng)力的起搏器。

該起搏器由兩個(gè)主要部分組成：脈沖發(fā)生器（植入在鎖骨附近的皮膚下方）和連線電極（植入到心臟中）。起搏器的主要目的是控制心律失常，心律失常既可能是心動(dòng)過速也可能是心動(dòng)過緩。心跳的節(jié)律可能會(huì)因心肌受損而擾亂，衰老或心臟病都會(huì)導(dǎo)致心肌受損，遺傳疾病和某些藥物也可能導(dǎo)致心肌受損。

無論患者是哪種心律失常，結(jié)果都是一樣的：到達(dá)身體各部位的血液不足。這可能會(huì)導(dǎo)致異常的疲勞、昏暈、氣短、器官損傷，甚至是死亡。

起搏器能夠監(jiān)測心跳，如果心跳過快或過慢，它就會(huì)向心臟發(fā)送電信號(hào)從而調(diào)節(jié)心率。此外，大多數(shù)起搏器都有檢測身體運(yùn)動(dòng)或呼吸速率的傳感器，這些傳感器會(huì)指示起搏器，在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候提高心率以滿足身體對(duì)血液和氧氣的需求。

典型脈沖發(fā)生器的電池壽命在5至12年之間，之后必須通過手術(shù)進(jìn)行替換。由上海長海醫(yī)院的張浩領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種小型柔性塑料框架，他們將這種框架與壓電層相結(jié)合。當(dāng)這些壓電層因心臟跳動(dòng)而出現(xiàn)機(jī)械形變時(shí)，它們就會(huì)產(chǎn)生小電壓，足以為植入到豬體內(nèi)的起搏器提供能量，豬在生理學(xué)方面與人類非常相似。

在未來，植入人體的類似裝置將確保心臟起搏器在患者的整個(gè)生命過程中永遠(yuǎn)不需要更換。這項(xiàng)研究近日已發(fā)表在ACS Nano期刊上。

這并不是第一次進(jìn)行這樣的嘗試。此前，瑞士伯爾尼大學(xué)的科學(xué)家展示了類似的設(shè)備，該設(shè)備由心跳的機(jī)械能提供能量，這個(gè)想法是受到了自動(dòng)上發(fā)條手表的啟發(fā)，當(dāng)使用者的手臂擺動(dòng)時(shí)，就會(huì)為機(jī)械彈簧上發(fā)條。然而，本研究所展示的設(shè)備更加小型化且更靈活，使其更適合作為起搏器的組件。（來源：科技部網(wǎng)站）