中国科学家研制共生型自供电无导线心脏起搏器 心跳动能可实现终身供电

心血管疾病治疗中,心脏起搏器是维持患者正常心律的关键设备,其技术进展一直受到关注。据统计,我国每年新增心脏起搏器植入病例超过8万例,但传统设备平均使用5-8年就需通过二次手术更换电池,不仅增加患者负担和医疗支出,也带来手术并发症风险。电池寿命受限的问题长期制约着有关技术的发展。 针对此难题,中国科学院大学欧阳涵团队与清华大学李舟团队从自然界共生现象获得启发。团队于2019年提出“共生型生物电子”理论,尝试改变植入设备依赖外部供能、单向耗能的模式。经过四年攻关,研究团队将理论推进到应用层面,开发出胶囊大小的新型起搏装置。 该设备的关键突破主要体现在三上:首先,基于电磁感应原理的能量回收模块可将心脏跳动产生的机械能转化为电能,实测发电功率达120微瓦,超过设备运行所需;其次,磁悬浮缓存结构将能量转换效率提升40%以上;第三,整体体积缩小至传统产品的1/3,可通过股静脉导管完成微创植入。 在国家心血管病中心开展的动物实验中,搭载该技术的起搏器在心律失常猪模型中表现稳定。数据显示,设备在完全依靠自体供能的情况下连续工作30天,起搏功能可靠,各项生理指标达到临床标准,并已通过权威专家组阶段性验收。 业内专家认为,这一技术具有多重意义:在医疗层面,有望减少患者手术次数并降低总体费用;在技术层面,为植入设备与人体能量交互提供了新的思路;在产业层面,为我国高端医疗器械发展带来新的可能。研发团队表示,下一步将推进临床试验申报,预计3-5年内实现产业化应用。

医疗器械创新的价值,不只体现在参数提升,更在于能否转化为患者可感可及的安全与便利;以心跳之力维持生命节律的探索,说明了我国在交叉学科与医工融合上的持续积累。面向未来,只有以临床需求为导向、以长期安全为底线、以规范验证为路径,才能让科研突破更快转化为可用的改进,为慢病管理与健康中国建设提供更可靠的科技支撑。