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在心臟里建起一座生理性“發(fā)電站”:一體化柔性壓電納米發(fā)電機(jī)自供電起搏技術(shù)研發(fā)獲進(jìn)展
2022年07月19日 11:33:33 來(lái)源:化工儀器網(wǎng) 作者:楊 點(diǎn)擊量:4259

武漢大學(xué)人民醫(yī)院推進(jìn)交叉融合創(chuàng)新,組建聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)探索出將超微型、可自供電的一體化柔性壓電納米發(fā)電機(jī)(all-in-one piezoelectric nanogenerator, A-PENG),應(yīng)用于心臟希氏束生理性起搏

  【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】心臟起搏器是一種植入于體內(nèi)的電子治療儀器,通過(guò)刺激電極所接觸的心肌使心臟激動(dòng)和收縮,從而達(dá)到治療由于某些心律失常所致的心臟功能障礙的目的。可以說(shuō),心臟起搏器是嚴(yán)重心動(dòng)過(guò)緩患者的“救命神器”。
 
  但是,現(xiàn)行通用的心臟起搏器,依靠的是純鋰電池發(fā)電,電池體積較大,且電池耗盡后,還需要重新手術(shù)更換。因此,有專家指出,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)院推進(jìn)交叉融合創(chuàng)新,組建聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)探索出將超微型、可自供電的一體化柔性壓電納米發(fā)電機(jī)(all-in-one piezoelectric nanogenerator, A-PENG),應(yīng)用于心臟希氏束生理性起搏。這項(xiàng)最新的交叉融合創(chuàng)新研究成果,探索了自供電技術(shù)用于心臟希氏束生理性起搏從而防治心動(dòng)過(guò)緩的臨床應(yīng)用前景。
 
  據(jù)悉,柔性壓電納米發(fā)電機(jī)(A-PEN)具有自供電的特點(diǎn)。它可以將心臟自身跳動(dòng)產(chǎn)生的生物機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,具有優(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)間的應(yīng)用潛力;同時(shí)自供電起搏關(guān)鍵器件體積較小,寬度僅0.5cm,為未來(lái)起搏器設(shè)備微型化和植入微創(chuàng)化,提供了較好的探索方向。
 
  研究過(guò)程中,該團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)探索了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)。首先,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。
 
  最新一期的國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《納米能源》(Nano Energy,IF=19.069)在線發(fā)表了武漢大學(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)攜手開(kāi)展的創(chuàng)新研究Self-powered pacemaker based on all-in-one flexible piezoelectric nanogenerator。武漢大學(xué)人民醫(yī)院心內(nèi)科為第一作者單位及共同通訊作者單位。
 
  參考來(lái)源:武漢大學(xué)人民醫(yī)院人民視點(diǎn)

 


 
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