中国科学院大学的欧阳涵老师和清华大学的李舟老师在2019年提出了一个新思路,他们把设备设计成了和身体互相“共生”的,而不是单纯消耗能量。这是个大胆的尝试,因为传统的心脏起搏器完全依赖内置的电池供电,寿命也就5到10年,一旦没电就得重新做手术,既费钱又受罪。为了克服这个难题,研究团队想出了一个好办法,就是利用心脏跳动时产生的微小动能来发电。他们在设备里装了一个能量回收模块,靠着电磁感应原理把这些动能转变成了电能。 实验数据显示,这个微型起搏器的平均发电功率最高能到120微瓦,完全足够它长时间工作了。为了让这个供电过程更稳定,他们还用上了磁悬浮的结构来减少损耗。这个设备小到只有胶囊那么大,生物相容性也很好,医生可以通过微创的方式把它放进心脏里,大大减轻了病人的痛苦。 最近在国家心血管病中心动物实验中心做的猪模型试验里,这款起搏器靠着自己产生的电撑了整整一个月,心律调控得非常稳定。未来它很可能会让心脏起搏器彻底告别反复换电池的烦恼,让患者实现“一次植入、终身使用”。除了心脏方面,这种“共生型”设计理念说不定还能用到骨修复或者神经调控上。专家觉得,随着后续的临床试验和工艺改进,这肯定会成为中国高端医疗装备自主创新的一个重要里程碑。 这次突破展现了跨学科协作的创新力量,也体现了科技要以解决患者实际需求为出发点。将来随着生物电子技术和临床医学结合得越来越紧密,“小而美、稳而久”的设备会越来越多,给全球的健康事业发展带来中国智慧。