导读当今医疗领域最大的挑战之一是如何为某些患有某些疾病的人的生存至关重要的可植入设备供电。起搏器和除颤器等植入式设备的使用寿命是有限的

当今医疗领域最大的挑战之一是如何为某些患有某些疾病的人的生存至关重要的可植入设备供电。起搏器和除颤器等植入式设备的使用寿命是有限的,一旦植入,那么有限的使用寿命意味着患者将来可以进行另一次手术来更换设备。由于电池寿命的原因,植入式设备通常可以使用五到十年。

任何手术都存在风险,对于需要这些植入式设备的重病患者来说,手术风险往往高于正常水平。新罕布什尔州达特茅斯学院塞耶工程学院的一组研究人员创造了一种新设备,可以在未来为心脏起搏器和除颤器等植入式电子设备供电。该设备约为一角硬币大小,将薄膜能量转换材料与微创机械设计相结合,以制造自充电电池。

这一突破是由国立卫生研究院资助的一项为期三年的研究的结果。该项目的首席研究员是达特茅斯工程学院教授张旭杰;他说,该团队正试图解决可植入生物医学设备的最终问题。这个问题是创造一种电源,使植入的设备能够在患者的整个生命周期内发挥作用,而无需进行手术来更换设备的电池。

张指出,该设备不得影响身体的功能。该团队设计了一种修改起搏器的方法,使它们能够通过连接到心脏的导线来利用心脏的动能。该设备可以将心脏的运动转化为电能,为设备的电池持续充电。张认为自充电起搏器距离商业化大约需要五年时间。

该团队创建的设备使用一种称为 PVDF 的材料,它是一种薄聚合物压电薄膜。当使用一系列小扣梁或柔性悬臂设计多孔结构时,该材料可以将机械运动转换为电能。该设备已经完成了第一轮动物研究,张说“效果很好”。类似的机制可用于实现数据收集以实时监测患者。