心臟起搏器有望“終身使用”

[事件] 作者 :byb.cn 日期:2026-3-8 00:01
【byb.cn 】(來源:生命時報近日,中國科學院大學納米科學與工程學院副教授歐陽涵與清華大學教授李舟、中國醫學科學院阜外醫院教授華偉等組成的研究團隊,成功研發出膠囊尺寸的微型共生型自供電無導線心臟起搏器,有望解決心臟病患者因起搏器電池耗盡需二次手術更換的臨床難題,為實現“終身免維護運行”邁出了關鍵一步。相關研究成果日前發表在《自然·生物醫學工程》雜志上。
受訪專家:
中國科學院大學納米科學與工程學院副教授 歐陽涵
本報記者 曹宇悅《生命時報》 2026-01-30 第1966期 第5版
歐陽涵接受《生命時報》記者采訪時介紹,心臟起搏器通過發送電信號糾正長期緩慢或不規律的心跳,實現治療。傳統起搏器主要分兩類:有導線起搏器體積約為火柴盒大小,需植入鎖骨附近皮下,會給患者帶來強烈的異物感,以及感染、鎖骨下靜脈血栓等問題,對患者造成較多生活限制和心理負擔。相比之下,無導線心臟起搏器體積更小、重量更輕、異物感弱,對患者生活影響較小,且兼容微創介入手術,能有效降低感染風險。但受體積限制,無導線心臟起搏器能量供給矛盾更為突出,電池電量一旦耗盡不僅無法更換電池,也難以取出。
“電池電量耗盡后需更換或額外植入,是有導線與無導線起搏器共同面臨的問題。李舟教授和我于2019年首次提出‘共生型生物電子’的創新理念,并成功開發出第一款能依靠心臟跳動供電、自主運行的全植入心臟起搏器。”歐陽涵表示,歷經近7年的聯合攻關,研究團隊合作開發出了膠囊尺寸的共生型自供電無導線心臟起搏器。
歐陽涵介紹,這款起搏器能借助電磁感應原理,從心臟每次跳動的低頻運動中收集能量,并轉換成電能。該產品具有近零啟動閾值,只要心臟有任何輕微的震動就能發電。發電平均功率最高可達120微瓦,完全能滿足起搏器持續運行的能量需求,足以穩定、精準地調節心律。
歐陽涵提到,為破解自身磨損問題、有效延長使用壽命,這款起搏器應用了北京大學副研究員蔣東杰提出的磁懸浮構型,最大限度地減少了摩擦磨損帶來的機械和能量損耗,材料選用臨床批準范圍內最耐用、最穩定的類型。用磁懸浮發電模塊替代傳統電池,不僅進一步提升了生物安全性,還將產品體積縮小至1.5立方厘米,可通過腿部股靜脈遞送至人體心腔。
“目前團隊已完成3億次加速疲勞測試,若按心臟每秒跳動一次換算,約相當于10年使用壽命,測試后產品性能仍保持96%。目前,團隊正在推進9億次加速疲勞測試,對應約30年使用壽命,期待器件性能保留90%以上。團隊的最終目標是讓起搏器達到終身工作狀態,與人體壽命保持一致。”歐陽涵說。
歐陽涵介紹,目前該起搏器已成功完成為期一個月的大型動物長效植入實驗,實驗動物現已成功度過康復期。未來團隊會進一步開展專用芯片的設計開發和符合臨床規范的安全性、穩定性測試,推動產品真正應用于臨床。
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