心脏起搏器,是在皮肤下面放置一个手表大小的机器,细细的导线通过血管,连接到心脏内;或者现在也有像药物胶囊大小的机器,直接放在心脏内。起搏器安置好后,会一直监测你的心跳,如果达不到设置的要求,比如60次/分,机器会给心脏发出一个电信号,心脏就会根据这个电信号跳动一次。
近期美国心脏协会科学会议发布报告称,一种新型充电材料可将部分心跳能量吸收转化为电能,延长起搏器使用寿命。
美国2018年共实施约9.3万例心脏起搏器和除颤器手术,用户群巨大。起搏器可监测患者心跳,不规律跳动或心动过缓时提供电脉冲刺激。传统起搏器一端连在心脏,另一端连在左肩皮肤下的电池上;无线起搏器更小,完全放在心脏右心室内,缺点是不能充电,使用寿命约6—15年。起搏器不易取出,因此没电后需要再植入一个新的,年轻患者相当于一生要植入好几个。
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作者指出,机械能和电能可以相互转化,那么可考虑设计一种充电材料覆盖在起搏器表面,将心脏跳动的振动能量部分转化成电能。课题组将设备植入每分钟60跳的模拟心脏装置中,可获得相当于一次起搏脉冲10%的能量。若能进一步优化材料提高充能效率,课题组将考虑与起搏器公司合作,以起到延长起搏器使用寿命,减少手术次数的效果。
该材料只是在实验室阶段,下一步或将在人体内测试。它只测试了心跳所需的能量,但起搏器在监测心跳和反馈数据时也会消耗不少电量,因此充电能力还做不到10%的覆盖。如何在安全性基础上进一步提高充电效率,是课题组接下来需要探讨的话题。