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医学新突破!史上最小起搏器诞生,守护新生儿心脏健康

本文介绍了伊利诺伊州西北大学工程师开发出的有史以来最小的起搏器,阐述了其特点、优势、工作原理及应用前景等内容。

在医学科技不断进步的今天,伊利诺伊州西北大学的工程师们取得了一项令人瞩目的成就——开发出了有史以来最小的起搏器。这个堪称医学奇迹的小家伙,体型比普通起搏器小了好几倍,而它的目标受众,是那些比普通起搏器使用者体型小几倍的患者。

先天性心脏病是一种较为常见的疾病,大约每100个孩子中就有一个会受到它的困扰。而这款神奇的起搏器,只有米粒般大小,却能发挥巨大的作用。它可以借助普通注射器,轻松地被注射到患有先天性心脏病的新生儿体内,既可以进行临时使用,也能满足长期的需求。

初看之下,很难让人相信这种小型装置能像常规起搏器一样,为心脏提供同等强度的刺激。但科学就是不断创造奇迹的过程。

该项目由西北大学教授约翰·A·罗杰斯 (John A. Rogers) 领衔。他的团队本周在著名的《自然》杂志上发表了一篇关于这项工作的论文,向世人展示了他们的研究成果。

从图片中我们可以看到,两个微型起搏器位于传统起搏器之上,通过对比更加凸显出了它们的小巧。

罗杰斯教授在谈到研发这种微型设备来帮助调节新生儿异常心律的初衷时解释道:“这些孩子在手术后往往只需要暂时起搏。大约七天后,大多数患者的心脏就会自我修复。但这关键的七天,却关乎着孩子的健康和未来。现在,我们可以将这种微型起搏器轻柔地放在孩子的心脏上,利用一种柔软、温和的可穿戴设备来刺激心脏。而且,最为重要的是,不需要额外的手术来移除它。”

除了令人惊叹的尺寸之外,这种设计还拥有诸多优点。由于安装或移除起搏器无需进行手术,因此大大降低了感染和内出血的风险。同时,它采用生物相容性组件制成,当不再需要它发挥作用时,它可以自然地溶解到体液中,不会给孩子的身体带来任何负担。

这种微型起搏器由原电池供电,原电池能够将体内与其接触的生物流体产生的化学能巧妙地转化为电脉冲,再通过两个金属电极传送到心脏。尽管它的体积小巧,但研究人员表示,它提供的刺激与普通起搏器一样多。

值得一提的是,起搏器和可穿戴心率传感器都非常小。起搏器还配备了光激活开关,它与患者佩戴在胸前的小型心率传感器相互配对。当心率传感器检测到患者的心率低于一定水平时,它会自动使内置红外LED与正常心率同步闪烁,红外光穿透身体,从而激活起搏器。

当可穿戴设备(左)检测到心律不齐并闪烁红外光时,其光线会透过皮肤,精准地激活微型起搏器的光敏开关,整个过程十分巧妙。研究人员还指出,多个起搏器可以安装在心脏外部以应对心律失常,它可以整合到心脏瓣膜置换术中,也可以安装在经导管主动脉瓣膜置换术的框架中。此外,他们认为这项技术还可以用于生物电子治疗,帮助神经和骨骼愈合,具有广阔的应用前景。

本文介绍了西北大学工程师开发的史上最小起搏器,其体积小,适用于先天性心脏病新生儿,无需手术安装和移除,降低了风险,且由生物相容性组件制成可溶解。它能提供与普通起搏器相同的刺激,还配有光激活开关与心率传感器配合。该技术不仅可用于心脏治疗,还在生物电子治疗等领域有潜在应用价值,为医学发展带来了新的希望。

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