汽車行駛靠發動機,而心臟就是人體的“發動機”。心臟一緊一舒,為身體的其它部位提供能量、營養和氧氣,我們思考、說話、走路、吃飯,都指望著心臟的正常工作。
心臟為什么可以有規律地一緊一舒?
這個依賴于心臟內部的“自動放電”和“電流傳導”。心臟處在放電狀態,心肌緊張,血液被“泵”出去;心臟放完了電,就放松、舒張,血液又進入心臟。
黃色是心臟里生成或傳導電流的結構
心臟跳得過快或過慢,或不規律,醫生們的專業術語叫“心律失常”,通常是因為心臟內部的“電路”出了問題;對于相對嚴重的心律失常(特別是心臟跳得過慢時,即心動過緩),安裝“植入式心臟起搏器”是一種常用的治療手段。
但是,這類心臟起搏器有一個大弊端,就是靠機器內部的電池供電,而內置電池的壽命有限,所以,每5-12年就不可避免地要再做一次手術,目的就是:換電池!
做個手術就專門為了換的電池?!沒有錯。目前就是這么操作的,不但增加出血、感染甚至死亡等風險,而且帶來巨大的經濟負擔。
為了解決這個問題,上海交通大學和第二軍醫大學聯合研發了一種新方法:把心臟跳動的能量轉化為電能!
這種起搏器包括一個彈性骨架和兩個壓電復合材料(壓電的英文是piezoelectric,指可以把物理信號轉化為電信號),已經用豬做過實驗,可以產生15μA的高輸出電流,相比之前報道提高了8.5倍,達到了心臟起搏器的功能需求。
自供能心臟起搏器設計圖
從科研的角度來說,該成果實在是個不小的跨越,同時,該研究成果為該患者群帶來了新希望,筆者期待成品能盡快出現。
參考:
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acsnano.8b08567
http://www.seiee.sjtu.edu.cn/seiee/info/14755.htm