陈根:可溶解心脏起搏器,实现按需“工作”
文/陈根
心脏是人体的发动机,人的生命活动必须靠心脏所提供的新鲜血液才能完成,其对人体的重要意义不言而喻。正常来说,心跳次数应为60~100次/分,如果心跳次数过低(<40次/分),就会影响心脏供血,就可能需要安装心脏起搏器。
心脏起搏器植入术,即人工植入心脏起搏器,用特定频率的脉冲电流,经过导线和电极刺激心脏,代替心脏的起搏点带动心脏搏动的治疗方法。
临床上需要用临时心脏起搏器的情况一般有两种,一种是患者既往就有缓慢性心律失常,在需要麻醉或手术的时候植入临时起搏器,预防心率太低导致的各种症状;另一种就是在植入永久性起搏器前,先来一个临时的作为过渡。
然而,传统的临时起搏器往往有一些难以克服的缺陷,包括穿透皮肤的导线可能会构成感染风险,外部电源供应和控制系统可能会意外断开,而心脏组织也可能在设备被移除时受损。
因此,为了防脱位、防并发症、改善患者的治疗体验,来自美国西北大学的研究人员称,他们开发了一种无需电池的心脏起搏器,可直接植入心脏表面,并在不再需要的时候被人体吸收掉。这种设备没有导线,可以从体外进行控制。成本约为100美元。
具体来说,该装置形似一个微型网球拍,由无线技术提供动力。外部设备的无线电频率功率被发送到心脏起搏器的一个接收器上,在那里被转化为用于调节心脏的电流。并且,该装置细小、柔韧且重量不到0.5克,其使用的所有材料都不会被身体排斥,能发生使之溶解的化学反应,然后随着时间的推移被身体吸收。
在用小鼠心脏、兔子心脏和人体心室壁切片的实验中,起搏器都能够成功被无线激活,并顺利起搏心脏、调节心率。其中,接到高度房室传导阻滞的小鼠心脏上时,这种生物可吸收起搏器也能够起到治疗作用,让心脏恢复正常的房室传导模式。
随后,研究人员又在狗和小鼠身上,做了开胸手术中植入起搏器的实验,结果表明,该系统可以产生该装置用于成年人体内所必需的电能传送。小鼠体内显示,这种装置能够运行四天,两周后的扫描发现,它已经开始溶解。7周后,该装置在扫描中已不再可见。
自1958年心脏起搏器首次植入人体以来,已有数百万人受益于这一装置。可溶解心脏起搏器是心脏起搏器的新进化,这使得心脏起搏器也能够根据患者的实际病情需求,按时工作,到点下班。