我国科研团队突破心脏起搏器技术瓶颈 全球首款自供电"终身型"起搏器问世

植入式心脏起搏器是治疗心律不齐的重要手段,可通过电刺激帮助恢复并维持正常心跳节律。但设备内置电池寿命有限,长期以来制约了临床使用:一旦电量耗尽,患者往往需要再次手术更换设备,不仅带来额外创伤和心理压力,也增加感染、出血等并发症风险,并继续抬高治疗费用。如何突破电池寿命瓶颈,实现植入式医疗设备长期稳定运行,成为医学工程领域需要解决的关键问题。为应对这个挑战,科研团队跳出传统“被动式”设备设计思路,提出“人机共生”理念——不把植入设备当作单纯的外来电子装置,而是将其设计为能够与人体生理系统协调互动、动态适应的整体。基于这一思路,研究人员历时近七年联合攻关,研发出一款胶囊大小的微型共生型自供电无导线心脏起搏器。该起搏器的核心突破于能量自生系统:设备内置微型“发电机”,利用电磁感应原理,从心脏每次跳动产生的低频机械运动中持续获取能量,并将其转换为起搏器运行所需电能。测试数据显示,其输出功率最高可达120微瓦,高于起搏器长期运行所需的5至10微瓦水平,为设备持续、稳定、精准调控心律提供了能量保障。结构设计上,团队提出极简的磁悬浮储能结构,降低能量损耗与内部摩擦,实现近零启动阈值并提升能量转换效率,在简化结构的同时增强了长期运行可靠性。由于设备体积小、外形近似胶囊,生物相容性较好,不易引发明显排异或血栓风险;同时可通过微创导管经股静脉植入心脏内,显著降低手术创伤。为验证实际效果,研究人员在严重心律不齐的实验动物体内开展了为期一个月的连续测试。测试期间,起搏器完全依靠从心跳中获取的能量运行,持续稳定维持实验对象的正常心跳节律,验证了该技术的可行性与可靠性。这一进展具备重要临床意义:有望将起搏器使用寿命提升至接近与心脏“同寿命”,减少二次手术带来的痛苦与风险;同时也为更多植入式电子医疗设备探索“一次植入、长期使用”提供了新的技术路线。涉及的成果的发表,也表明了我国在生物医学工程领域的自主创新能力增强,并在关键临床难题上取得实质进展。

让医疗器械更“长寿”,核心是让患者少经历一次手术风险,多获得一份长期稳定的治疗保障。从依赖电池到“随心跳供能”——这项探索以临床痛点为牵引——通过工程创新提供了新的解决思路,也提示了植入式医疗技术的可能方向:在安全可控的前提下,尽量降低维护成本与手术负担。随着更长期的验证和临床转化推进,“一次植入、长期受益”的目标有望逐步走向现实。