文／吳純新 楊岑

7月18日，記者從武漢大學(xué)人民醫(yī)院獲悉，該院推進(jìn)交叉融合創(chuàng)新，組建聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)探索出超微型、可自供電的一體化柔性壓電納米發(fā)電機(jī)，應(yīng)用于心臟希氏束生理性起搏。這項(xiàng)研究成果，探析了自供電技術(shù)用于心臟希氏束生理性起搏，防治心動(dòng)過(guò)緩的臨床應(yīng)用前景。武漢大學(xué)人民醫(yī)院心血管醫(yī)院江洪教授、余鋰鐳教授團(tuán)隊(duì)與武漢大學(xué)人民醫(yī)院特聘教授國(guó)世上教授團(tuán)隊(duì)，共同開(kāi)展的上述創(chuàng)新研究，并在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《納米能源》在線發(fā)表。

作為嚴(yán)重心動(dòng)過(guò)緩患者的“救命神器”，心臟起搏器是植入體內(nèi)的電子治療設(shè)備，通過(guò)釋放電池電能，借助植入到心肌的電極來(lái)激活心肌細(xì)胞，以治療嚴(yán)重心動(dòng)過(guò)緩等相關(guān)疾病。

1958年第一臺(tái)心臟起搏器植入人體以來(lái)，目前全球約有300萬(wàn)人使用心臟起搏器，每年約有60萬(wàn)患者接受心臟起搏器植入，并以每年15%的速度增長(zhǎng)?，F(xiàn)行通用的心臟起搏器，依靠純鋰電池發(fā)電，電池體積較大，電池耗盡后，還需重新手術(shù)更換。

心臟起搏技術(shù)研發(fā)，從最早只要滿足能夠使心臟跳動(dòng)，逐漸追求更符合心臟本身的電生理傳導(dǎo)，再到具有維持心臟原有電機(jī)械活動(dòng)特定規(guī)律的生理性起搏。當(dāng)前心臟起搏器研究的前沿中，希氏束起搏能模擬心臟電活動(dòng)由希氏束到心室的正常激動(dòng)和傳導(dǎo)，被認(rèn)為是心臟生理性起搏的最佳方式。

專家認(rèn)為，未來(lái)心臟起搏器的重點(diǎn)發(fā)展方向是起搏器設(shè)備微型化、設(shè)備供電持久化、起搏方式生理化、設(shè)備植入的微創(chuàng)或無(wú)創(chuàng)化。針對(duì)這一國(guó)際前沿研究方向，武漢大學(xué)人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)與物理研究院研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展交叉融合創(chuàng)新，研究探索匯集較好的生物相容性、高供電性、拉伸性、防水性于一體式的柔性壓電納米發(fā)電機(jī)，應(yīng)用于希氏束生理性心臟起搏領(lǐng)域。

據(jù)介紹，柔性壓電納米發(fā)電機(jī)具有自供電特點(diǎn)。它可將心臟自身跳動(dòng)產(chǎn)生的生物機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，優(yōu)化心臟起搏器的能源供應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)工作時(shí)間應(yīng)用潛力。同時(shí)，自供電起搏關(guān)鍵器件體積較小，寬度僅0.5厘米，為未來(lái)起搏器設(shè)備微型化和植入微創(chuàng)化，提供較好的探索方向。

研究過(guò)程中，上述研究團(tuán)隊(duì)主要探索使用一體化柔性壓電納米發(fā)電機(jī)自供電起搏技術(shù)，驗(yàn)證了對(duì)于希氏束等心臟多個(gè)起搏部位的起搏效應(yīng)。

一體化柔性壓電納米發(fā)電機(jī)可成功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)為L(zhǎng)ED燈供電。同時(shí)可像發(fā)電站一樣，將心臟搏動(dòng)的機(jī)械能，自動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能并存儲(chǔ)，為心房、心室、希氏束等多個(gè)位點(diǎn)起搏提供能量。

在實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)心外膜記錄希氏束電位確定起搏位點(diǎn)，利用自供電技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了希氏束生理性起搏。專家表示，這一研究有較好的轉(zhuǎn)化價(jià)值，對(duì)于臨床上防治心動(dòng)過(guò)緩提供新的應(yīng)用前景。

武漢大學(xué)人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)與物理研究院院長(zhǎng)徐紅星院士表示，醫(yī)學(xué)與物理交叉融合推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化醫(yī)療產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，符合“面向人民生命健康”的科技創(chuàng)新發(fā)展方向。