大陸中國科學院大學聯合清華大學、北京大學、中國醫學科學院阜外醫院等多家單位組成的研究團隊歷經近七年聯合攻關,近日成功研發出膠囊尺寸的微型共生型自供電無導線心臟節律器(大陸稱心臟起搏器)。這項突破性技術能直接利用心臟跳動產生的動能轉換為電能,有望解決傳統節律器電池耗盡需二次手術更換的難題。相關研究成果已刊載於權威期刊《自然—生物醫學工程》。

綜合大陸媒體報導,傳統植入式心臟節律器雖能穩定心律,卻面臨電池壽命限制的困擾。當電量耗盡時,患者必須再次接受手術更換設備,不僅增加醫療風險,也帶來額外經濟負擔。研究團隊從自然界「共生」現象獲得靈感,讓機器成為與人體共生的夥伴,實現「終身免維護運行」的目標。
這款新型節律器的核心創新在於集成高效能量再生模組,透過電磁感應技術從心臟跳動中捕獲動能並轉化為電能。測試顯示,每次心跳可產生約40微焦的能量,輸出功率已突破節律器終身運行的臨界能量閾值,足以穩定驅動起搏電路並精準調控心臟節律。

相較於傳統火柴盒大小的節律器,新型設備僅有膠囊尺寸,可透過導管經腿部股靜脈微創植入患者心臟內,大幅降低手術創傷。團隊創新設計的極簡磁懸浮能量緩存結構,讓關鍵部件幾乎「懸空工作」,最大限度減少能量損耗和機械摩擦,同時實現近零啟動閾值、高動能轉換效率及穩定的心內平均輸出功率。
在動物實驗階段,這款節律器已在心律失常的豬模型身上成功自主運行1個月。論文第一作者、中國科學院大學奈米科學與工程學院副教授歐陽涵表示,實驗期間節律器持續實現能量自供給,並穩定發揮起搏治療功能,有效調控實驗動物的心臟節律,充分驗證其臨床轉化可行性。

歐陽涵認為,該技術突破有望將節律器使用壽命延長至與自然心臟一致的水平,有助於解決二次手術的痛點,為植入式電子器件實現「終身免維護」和「人機共生」開闢全新路徑。這項歷經近7年聯合攻關的研究成果,讓科技真正融入生命的節律之中。


























