在心脏里建起一座生理性“发电站”

每日新报讯7月18日，记者从武汉大学人民医院获悉，该院推动交叉融合创新，成立联合研究团队，探索出一种超小型，自供电的一体化柔性压电纳米发电机，应用于心脏希氏束生理起搏该研究成果探索了自供电技术在希氏束心脏生理起搏和预防心动过缓中的临床应用前景上述创新性研究由武汉大学人民医院心血管病医院蒋洪教授和雷教授与武汉大学人民医院特聘教授共同完成，并在线发表在国际学术期刊《纳米能源》上

心脏起搏器作为重度心动过缓患者的救命神器，是植入体内的电子治疗装置通过释放电池能量，借助植入心肌的电极激活心肌细胞，以治疗严重的心动过缓和其他相关疾病

自1958年第一个起搏器植入人体以来，全世界使用起搏器的人约有300万，每年约有60万患者接受起搏器植入手术，年增长率为15%目前的通用起搏器依靠纯锂电池发电，电池体积较大电池耗尽后，需要重新手术更换

心脏起搏技术的研发，从最早的只要能让心脏跳动，逐渐追求更符合心脏本身的电生理传导，再到能维持心脏原有机电活动的生理起搏目前在起搏器研究的前沿，希氏束起搏可以模拟心脏电活动从希氏束到心室的正常兴奋和传导，被认为是心脏生理起搏的最佳方式

专家认为，未来心脏起搏器的重点发展方向是起搏器装置的小型化，供电的持久性，起搏模式的生理学化以及装置的微创或无创植入针对这一国际前沿研究方向，武汉大学人民医院医学与物理研究所研究团队进行交叉集成创新，研究探索出具有良好生物相容性，高供电，可延展，防水的柔性压电纳米发生器，并应用于希氏束生理心脏起搏领域

根据介绍，柔性压电纳米发电机具有自供电的特点它可以将心脏跳动产生的生物机械能转化为电能，优化起搏器的能量供应，实现更长工作时间的应用潜力同时，自供电起搏的关键设备体积小，宽度仅为0.5cm，为未来起搏器设备的小型化和微创植入提供了更好的探索方向

在研究过程中，上述研究团队主要探索了集成柔性压电纳米发生器自供电起搏技术的使用，并在心脏希氏束等多个起搏部位验证了起搏效果。

集成的压电纳米发电机可以成功地将机械能转化为电能，为LED灯供电同时像发电站一样，可以自动将心脏跳动的机械能转化为电能并储存起来，为心房，心室，希氏束等多个部位的起搏提供能量

实验中，研究团队通过从心外膜记录希氏束电位来确定起搏部位，并通过自供电技术成功实现希氏束生理起搏专家表示，该研究具有良好的转化价值，为临床防治心动过缓提供了新的应用前景

武汉市人民医院医学与物理研究院院长徐红星院士表示，医学与物理的交叉融合促进了国内医疗产品的研发和应用，符合科技创新面向人民生命健康的发展方向。