心臟也需要裝電池？有線心臟節律器將走入歷史

編譯／高晟鈞

心律調節器或稱心臟節律器（Pacemaker），是一種植入在胸口或腹部的小型儀器。它可以偵測使用者的心率，在心律異常、過慢時予以電擊，使心跳恢復正常，常用於許多心臟病患者身上。

心臟節律器需要依賴電池，而導線卻容易造成患者的瓣膜損傷或感染；另外，更換電池時需要完整地取出調節器，對於患者與醫生來說，開胸手術都得承受巨大的風險與壓力。

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生產無線電池的微創性心臟節律器一直是生物醫學工程中，尚未解決的挑戰之一。近期，來自加州大學的Shaolei Wang博士設計了一款心臟節律器，類似於導管的形狀且可以自行組裝。它可提供高電壓輸出、易於操作，能促進血管內心肌的收縮。

新型的微管心律調節器

研究團隊在薄而可塑性極強的薄膜中（聚醯亞胺）製作了一個無線射頻模組，（用於接受外部的電力傳輸），並用彈性層封裝薄膜，隔離電路。其中，柔性印刷的電路板中包含了一對天線、一個整流器電路和陰陽極，用於傳遞心肌刺激的脈衝信號。團隊也設計了更小的電極來保持最佳電流密度，從而減少心臟刺激期間的功耗。

該設備在植入豬的心前靜脈後，已經被證實可以重新為不跳動的心臟提供能量，恢復心肌收縮並進行無線的心肌刺激。

展望：電子裝置的生物相容性

研究團隊透過體外培養試驗測試了材料的生物相容性。研究團隊使用周邊單核球（PBMC）來進行研究，當PBMC接觸材料後，會主動引發發炎與免疫反應。

研究團隊發現，將PBMC與微管心律調節器中使用的材料一起培養時，在長達一周的時間內都沒有出現細胞毒性與免疫性反應；證實了該結構表現出的良好生物相容性。

自組裝的微管心律調節器提供了一種創新的治療方式，消除對於充電電池的需求。其體積結構也使得病患在進行開胸手術後，可以縮短恢復的時長。

資料來源:MedicalXpress

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