植入式心脏起搏器是治疗心律失常的重要手段，但医学界长期面临一个现实难题：当设备电池耗尽，患者往往需要二次手术更换器械。这类手术创伤较大，伴随一定风险，也会带来额外经济负担，影响患者生活质量。如何让植入式电子设备实现“长期稳定、尽量免维护运行”，已成为该领域的关键科学问题。传统植入式器械与人体多为单向关系，即器械依靠内置电池持续工作并为患者提供治疗。国科大纳米科学与工程学院欧阳涵副教授与清华大学李舟教授团队打破这个惯性思路，从“互利共生”的视角提出“共生生物电子”理念：植入式器械应与人体建立相互支持的关系，而非单方面依赖。基于这一理念，团队于2019年研制出首款共生型心脏起搏器。 经过近七年的联合攻关，国科大、清华大学、北京大学、中国医学科学院阜外医院、杭州电子科技大学等机构组成的研究团队取得重要进展，成功研发出胶囊尺寸的微型共生型自供电无导线心脏起搏器，对应的成果发表于《自然—生物医学工程》。 该起搏器的核心创新是集成高效能量再生模块。器械通过电磁感应从心脏跳动中获取动能，并将其转化为电能。测试显示，其输出功率超过起搏器长期运行所需的关键能量阈值，可持续驱动起搏电路，实现对心脏节律的精准调控。同时，器械采用高度微型化设计，具备良好的生物相容性与血液相容性，可经导管微创植入，显著降低手术创伤。 研究团队提出的极简磁悬浮能量缓存结构同样值得关注。该结构尽可能降低能量损耗与机械摩擦，实现近零启动阈值、更高的动能转换效率和稳定的心内平均输出功率，并在简化系统的同时提升设备的长期稳定性。 在动物实验中，研究团队在猪三度房室传导阻滞心律失常模型中开展了为期一个月的自主运行测试。实验期间，该共生型起搏器能够持续自供电，并稳定发挥起搏治疗作用，有效调控实验动物心脏节律，为其更临床转化提供了依据。 这一进展具有明确的临床价值：有望将起搏器使用寿命提升到更接近天然心脏的水平，减少乃至避免因电池耗尽而进行的二次手术。对心脏病患者而言，这意味着更接近“一次植入、长期受益”的治疗目标。同时，该理念的验证也为骨修复、神经调控以及生物可吸收电子器件等其他植入式医疗器械研发提供了新的思路。
这项借鉴东方哲学“天人合一”思路的创新，提示医疗电子设备正在走向更深层次的“人机共生”。当技术不止用于对抗疾病——也能与人体协同工作——慢性疾病的长期管理将出现更多可能。正如研究者所言：“最好的医疗技术应该像呼吸一样自然存在。”未来医学或许正朝着该方向前进——在尊重生命规律的基础上，让科技以更温和、更可持续的方式守护健康。