世界最小心臟起搏器比米粒還小體液自供電無(wú)需手術(shù)取出

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2025-04-03 09:42:05 極目新聞

美國(guó)西北大學(xué)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合新加坡國(guó)立大學(xué)、中國(guó)華中科技大學(xué)等多所大學(xué)的研究者，共同開(kāi)發(fā)了世界上最小的心臟起搏器，體積比一粒米還小。這款微型裝置的尺寸僅為1.8毫米×3.5毫米×1毫米，不僅能有效調(diào)控心跳，還能在使用完畢后自行溶解，無(wú)需手術(shù)取出。這項(xiàng)突破性成果為心動(dòng)過(guò)緩患者提供了一種潛在的更安全選擇，尤其對(duì)心臟手術(shù)后的臨時(shí)起搏需求具有重要意義。

論文通訊作者約翰·羅杰斯教授在接受采訪時(shí)提到，這款起搏器的體積比目前已知最小的起搏器之一——美敦力Micra還要小約500倍。這款微型心臟起搏器可以通過(guò)微創(chuàng)植入，極大降低傳統(tǒng)起搏器所需的侵入性手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，比如感染或心肌損傷。它可以通過(guò)寬度小于3毫米的皮膚切口，直接注射到心外膜下心肌淺層，適用于新生兒并支持使用微創(chuàng)技術(shù)進(jìn)行植入。

傳統(tǒng)的臨時(shí)起搏器雖然在治療心動(dòng)過(guò)緩方面發(fā)揮著重要作用，但其侵入性的植入過(guò)程以及外部電源和導(dǎo)線帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)一直是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。這款微型心臟起搏器通過(guò)自供電機(jī)制來(lái)支持運(yùn)行，內(nèi)置電極由可生物吸收的材料組成：陽(yáng)極為鎂（或鋅），陰極為三氧化鉬。當(dāng)電極接觸到心臟周圍的體液時(shí)，體液作為電解液，觸發(fā)陽(yáng)極和陰極之間的電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電流。這意味著這個(gè)起搏器不需要外部接入電源或替換電池，而是利用身體自身的環(huán)境“發(fā)電”，將電流傳遞給心臟，驅(qū)動(dòng)其跳動(dòng)。

關(guān)于如何精確控制心跳的頻率和節(jié)奏，羅杰斯介紹，這款起搏器通過(guò)“光”實(shí)現(xiàn)無(wú)線操控。光電晶體管連接在陽(yáng)極和陰極之間，起到開(kāi)關(guān)作用。在沒(méi)有光照時(shí)，它阻斷電流，設(shè)備處于休眠狀態(tài)；當(dāng)皮膚表面的無(wú)線單元發(fā)出近紅外光，光穿透組織照射到光電晶體管上時(shí)，它的電阻降低幾個(gè)數(shù)量級(jí)，電路接通，電流流向心臟。實(shí)驗(yàn)顯示，無(wú)論是小鼠、豬，還是取自器官供體的人類心臟，這個(gè)微型起搏器都能成功控制心臟起搏。

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