圖片來源: 美國化學(xué)學(xué)會

心臟起搏器拯救了無數(shù)人的生命，它能夠確保心臟以規(guī)律的節(jié)奏跳動。然而，已有的起搏器并非完美的。它們最大的缺點(diǎn)是電池只能持續(xù)使用5年，而到了這個時間點(diǎn)就必須通過外科手術(shù)來替換。這種手術(shù)過程會使患者面臨著感染、出血和其他并發(fā)癥的風(fēng)險。這就是為什么幾十年來科學(xué)家一直試圖延長心臟起搏器的電池壽命。近日，上海長海醫(yī)院的研究人員提出了一個令人興奮的解決方案，涉及一種由心跳提供動力的起搏器。

該起搏器由兩個主要部分組成：脈沖發(fā)生器（植入在鎖骨附近的皮膚下方）和連線電極（植入到心臟中）。起搏器的主要目的是控制心律失常，心律失常既可能是心動過速也可能是心動過緩。心跳的節(jié)律可能會因心肌受損而擾亂，衰老或心臟病都會導(dǎo)致心肌受損，遺傳疾病和某些藥物也可能導(dǎo)致心肌受損。

無論患者是哪種心律失常，結(jié)果都是一樣的：到達(dá)身體各部位的血液不足。這可能會導(dǎo)致異常的疲勞、昏暈、氣短、器官損傷，甚至是死亡。

起搏器能夠監(jiān)測心跳，如果心跳過快或過慢，它就會向心臟發(fā)送電信號從而調(diào)節(jié)心率。此外，大多數(shù)起搏器都有檢測身體運(yùn)動或呼吸速率的傳感器，這些傳感器會指示起搏器，在運(yùn)動的時候提高心率以滿足身體對血液和氧氣的需求。

典型脈沖發(fā)生器的電池壽命在5至12年之間，之后必須通過手術(shù)進(jìn)行替換。由上海長海醫(yī)院的張浩領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種小型柔性塑料框架，他們將這種框架與壓電層相結(jié)合。當(dāng)這些壓電層因心臟跳動而出現(xiàn)機(jī)械形變時，它們就會產(chǎn)生小電壓，足以為植入到豬體內(nèi)的起搏器提供能量，豬在生理學(xué)方面與人類非常相似。

在未來，植入人體的類似裝置將確保心臟起搏器在患者的整個生命過程中永遠(yuǎn)不需要更換。這項(xiàng)研究近日已發(fā)表在ACS Nano期刊上。

這并不是第一次進(jìn)行這樣的嘗試。此前，瑞士伯爾尼大學(xué)的科學(xué)家展示了類似的設(shè)備，該設(shè)備由心跳的機(jī)械能提供能量，這個想法是受到了自動上發(fā)條手表的啟發(fā)，當(dāng)使用者的手臂擺動時，就會為機(jī)械彈簧上發(fā)條。然而，本研究所展示的設(shè)備更加小型化且更靈活，使其更適合作為起搏器的組件。（來源：科技部網(wǎng)站）