世界最小心臟起搏器比米粒還小體液自供電無需手術取出

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2025-04-03 09:42:05 極目新聞

美國西北大學團隊聯(lián)合新加坡國立大學,、中國華中科技大學等多所大學的研究者,，共同開發(fā)了世界上最小的心臟起搏器，體積比一粒米還小。這款微型裝置的尺寸僅為1.8毫米×3.5毫米×1毫米,，不僅能有效調控心跳,，還能在使用完畢后自行溶解,，無需手術取出,。這項突破性成果為心動過緩患者提供了一種潛在的更安全選擇，尤其對心臟手術后的臨時起搏需求具有重要意義,。

論文通訊作者約翰·羅杰斯教授在接受采訪時提到,，這款起搏器的體積比目前已知最小的起搏器之一——美敦力Micra還要小約500倍。這款微型心臟起搏器可以通過微創(chuàng)植入,，極大降低傳統(tǒng)起搏器所需的侵入性手術風險,，比如感染或心肌損傷。它可以通過寬度小于3毫米的皮膚切口,，直接注射到心外膜下心肌淺層,，適用于新生兒并支持使用微創(chuàng)技術進行植入。

傳統(tǒng)的臨時起搏器雖然在治療心動過緩方面發(fā)揮著重要作用,，但其侵入性的植入過程以及外部電源和導線帶來的潛在風險一直是一項挑戰(zhàn),。這款微型心臟起搏器通過自供電機制來支持運行，內置電極由可生物吸收的材料組成：陽極為鎂（或鋅）,，陰極為三氧化鉬,。當電極接觸到心臟周圍的體液時，體液作為電解液,，觸發(fā)陽極和陰極之間的電化學反應,，產(chǎn)生電流。這意味著這個起搏器不需要外部接入電源或替換電池,，而是利用身體自身的環(huán)境“發(fā)電”,，將電流傳遞給心臟，驅動其跳動,。

關于如何精確控制心跳的頻率和節(jié)奏,，羅杰斯介紹，這款起搏器通過“光”實現(xiàn)無線操控,。光電晶體管連接在陽極和陰極之間,，起到開關作用。在沒有光照時，它阻斷電流,，設備處于休眠狀態(tài),；當皮膚表面的無線單元發(fā)出近紅外光，光穿透組織照射到光電晶體管上時,，它的電阻降低幾個數(shù)量級,，電路接通，電流流向心臟,。實驗顯示，無論是小鼠,、豬,，還是取自器官供體的人類心臟，這個微型起搏器都能成功控制心臟起搏,。

該裝置配合一個貼在皮膚上的無線皮膚界面一起工作,。這個皮膚貼片支持心電圖數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析和近紅外范圍編程光發(fā)射,，分析判斷是否有心律失常,。發(fā)現(xiàn)心律失常后，皮膚設備會發(fā)出近紅外光,，實現(xiàn)自主閉環(huán)心臟電療,。這減少了風險，消除了傳統(tǒng)有線臨時起搏解決方案的繁瑣性,。

羅杰斯表示,，該裝置使用一段時間后，可在體內無害溶解,。所有材料都是可生物吸收的,，在完成使命后會逐漸降解成無害物質，通過腎臟排出體外,。完全生物吸收的時間約為1.2-2.5年,。未來適當選擇材料和設備設計，可以大大縮短完全吸收時間,。這項設計源于臨床需求,，由美國西北紀念醫(yī)院的心臟外科醫(yī)生提出。

關于制造過程中的挑戰(zhàn),，羅杰斯指出自供電方法的概念是關鍵,，同時還需要一個光學方案來控制設備。自供電概念是由中國博士后張亞敏提出的,。目前研究主要在動物模型和離體人體心臟組織上進行了驗證,。羅杰斯預計在兩三年內啟動首次人體植入的研究，使這一技術進入臨床試驗階段，最終成為醫(yī)生日常使用的工具,，為心動過緩患者帶來一項新型治療選擇,。

(責任編輯：于浩淙 zx0176)

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