自从2016年起,中国科学院大学、清华大学、北京大学这些名校,联合中国医学科学院阜外医院等单位,联合组成了一个高水平的研究团队。大家一起努力,终于在七年后攻克了一项重大技术难题:给植入式医疗设备找到了一种新的能源方式。 大家都知道,心脏起搏器是治疗心律失常、挽救生命的关键设备。这种设备能精准调控生物电活动,用途越来越广,不光是治心脏,还能用在神经修复和慢性病管理上。但长久以来有个麻烦事儿——内置电池容量太小。电池没电就得再开刀换电池,这不仅伤身体、有感染风险,心理压力也大,医疗成本也高。所以,大家都希望能做出一次植入就能用一辈子的“永久起搏器”。 这次的突破就在这里。研究团队成功研发了一种微型共生型自供电无导线心脏起搏器。这个设备的体积只有胶囊那么大,功能却特别强大。他们把一种高效、稳定的能量再生系统装进了这个小设备里。通过电磁感应原理,设计出一个微型能量收集模块。这个模块就像一个“动能发电机”,能捕捉心脏跳动时产生的机械能,把它变成电能。 实验证明,这个设备输出的电能已经超过了让心脏起搏器一直工作所需的量。这就意味着它不用内置电池,完全靠自己收集的能量就能运转一辈子。 除了能量系统强大,这个起搏器在设计和生物相容性上也很厉害。它彻底不用传统的导线和大脉冲发生器,特别小,能通过微创手术直接放进心腔。这样手术创伤小、操作简单,还减少了并发症风险。它的表面做过特殊处理,能和血液、组织很好地兼容,在心脏里放很久也不会排异或长血栓。 特别值得一提的是他们在能量转换结构里用了磁悬浮设计。这个设计把传统摩擦带来的损耗都去掉了,启动特别灵敏可靠,动能转换效率也极高。这给整个设备的长期稳定运行打下了坚实基础。 为了验证效果,团队在动物身上做了长达一个月的测试。结果显示起搏器完全靠自己发电工作得很好,精准调控心律一点问题都没有。这说明从发电到发放脉冲整个流程都很可靠。 这次研究成果发表在《自然-生物医学工程》上,标志着中国在这个领域进入了国际领先行列。这不仅仅是做出了个新产品,更解决了植入式设备的根本问题。未来它有望让医疗设备变得更智能、更长效,让患者不再受反复手术的苦。 下一步科研团队还要继续推动这项技术的研发和转化应用。期待这个中国智慧能早日让全球患者受益。