世界最小心臟起搏器比米粒還小體液自供電無需手術(shù)取出

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2025-04-03 09:42:05 極目新聞

美國西北大學(xué)團(tuán)隊聯(lián)合新加坡國立大學(xué)、中國華中科技大學(xué)等多所大學(xué)的研究者，共同開發(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，無需手術(shù)取出。這項突破性成果為心動過緩患者提供了一種潛在的更安全選擇，尤其對心臟手術(shù)后的臨時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，比如感染或心肌損傷。它可以通過寬度小于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)的臨時起搏器雖然在治療心動過緩方面發(fā)揮著重要作用，但其侵入性的植入過程以及外部電源和導(dǎo)線帶來的潛在風(fēng)險一直是一項挑戰(zhàn)。這款微型心臟起搏器通過自供電機(jī)制來支持運(yùn)行，內(nèi)置電極由可生物吸收的材料組成：陽極為鎂（或鋅），陰極為三氧化鉬。當(dāng)電極接觸到心臟周圍的體液時，體液作為電解液，觸發(fā)陽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)動其跳動。

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“光”實現(xiàn)無線操控。光電晶體管連接在陽極和陰極之間，起到開關(guān)作用。在沒有光照時，它阻斷電流，設(shè)備處于休眠狀態(tài)；當(dāng)皮膚表面的無線單元發(fā)出近紅外光，光穿透組織照射到光電晶體管上時，它的電阻降低幾個數(shù)量級，電路接通，電流流向心臟。實驗顯示，無論是小鼠、豬，還是取自器官供體的人類心臟，這個微型起搏器都能成功控制心臟起搏。

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