心跳可“發(fā)電”

心臟起搏器是治療心律失常和心力衰竭等嚴(yán)重心臟疾病的重要醫(yī)療設(shè)備。然而，包括心臟起搏器在內(nèi)的眾多植入式醫(yī)療電子器件都面臨著一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題——由鋰電池供能，笨重堅(jiān)硬，續(xù)航能力有限。如今，中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所研究員李舟、中科院外籍院士王中林及其同事聯(lián)合研發(fā)的一款可植入式自驅(qū)動(dòng)心臟起搏器（SPM），無(wú)需電池供能，僅從心臟搏動(dòng)中就能收集足夠的能量，確保心臟起搏器工作。這項(xiàng)突破意味著，許多患者今后不必再為更換電池失效的心臟起搏器遭受多次手術(shù)之苦了。

試驗(yàn)顯示，目前在每一個(gè)心臟運(yùn)動(dòng)周期SPM可獲得能量0.495微焦耳，高于心臟起搏器發(fā)出一次起搏電脈沖的閾值能量（通常為0.377微焦耳）。換句話(huà)說(shuō)，SPM在每次心動(dòng)周期所收集的能量已經(jīng)超過(guò)了起搏人類(lèi)心臟所需要的能量。

SPM的工作原理是將一個(gè)納米材料組裝成的柔性薄片器件貼附在心臟表面，當(dāng)心臟跳動(dòng)時(shí)，薄片發(fā)生形變并產(chǎn)生電能。“SPM可實(shí)現(xiàn)‘一次心跳，一次起搏，這對(duì)自驅(qū)動(dòng)心臟起搏器邁向臨床和產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。”李舟說(shuō)，目前，研究團(tuán)隊(duì)在細(xì)胞層面驗(yàn)證了植入式共生心臟起搏器的生物相容性，之前的研究工作也證實(shí)這類(lèi)器件具備良好的組織相容性和血液相容性。