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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 來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點擊量：4321

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，通過刺激電極所接觸的心肌使心臟激動和收縮，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?？梢哉f，心臟起搏器是嚴(yán)重心動過緩患者的“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，未來心臟起搏器的重點發(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)或無創(chuàng)化。針對這一國際前沿研究方向，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過緩的臨床應(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。它可以將心臟自身跳動產(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)，以實現(xiàn)更長工作時間的應(yīng)用潛力；同時自供電起搏關(guān)鍵器件體積較小，寬度僅0.5cm，為未來起搏器設(shè)備微型化和植入微創(chuàng)化，提供了較好的探索方向。
 
　　研究過程中，該團(tuán)隊重點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)，驗證了對于希氏束等心臟多個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，實現(xiàn)為LED燈供電；同時可像發(fā)電站一樣，將心臟搏動的機(jī)械能，自動轉(zhuǎn)化為電能并存儲，為心房、心室、希氏束等多個位點起搏提供能量；在實驗中，研究團(tuán)隊通過心外膜記錄希氏束電位確定起搏位點，利用自供電技術(shù)成功實現(xiàn)了希氏束生理性起搏。
 
　　最新一期的國際知名學(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)隊與武漢大學(xué)人民醫(yī)院特聘教授國世上教授團(tuán)隊攜手開展的創(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。
 
　　參考來源：武漢大學(xué)人民醫(yī)院人民視點

 


 
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