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在心臟里建起一座生理性“發電站”：一體化柔性壓電納米發電機自供電起搏技術研發獲進展
2022年07月19日 11:33:33
來源：化工儀器網 作者：楊 點擊量：4304
武漢大學人民醫院推進交叉融合創新，組建聯合研究團隊探索出將超微型、可自供電的一體化柔性壓電納米發電機(all-in-one piezoelectric nanogenerator, A-PENG)，應用于心臟希氏束生理性起搏
【化工儀器網 項目成果】心臟起搏器是一種植入于體內的電子治療儀器，通過刺激電極所接觸的心肌使心臟激動和收縮，從而達到治療由于某些心律失常所致的心臟功能障礙的目的。可以說，心臟起搏器是嚴重心動過緩患者的“救命神器”。
但是，現行通用的心臟起搏器，依靠的是純鋰電池發電，電池體積較大，且電池耗盡后，還需要重新手術更換。因此，有專家指出，未來心臟起搏器的重點發展方向是起搏器設備微型化、設備供電持久化、起搏方式生理化、設備植入的微創或無創化。針對這一國際前沿研究方向，武漢大學人民醫院推進交叉融合創新，組建聯合研究團隊探索出將超微型、可自供電的一體化柔性壓電納米發電機(all-in-one piezoelectric nanogenerator, A-PENG)，應用于心臟希氏束生理性起搏。這項最新的交叉融合創新研究成果，探索了自供電技術用于心臟希氏束生理性起搏從而防治心動過緩的臨床應用前景。
據悉，柔性壓電納米發電機(A-PEN)具有自供電的特點。它可以將心臟自身跳動產生的生物機械能轉化為電能，具有優化心臟起搏器的能源供應，以實現更長工作時間的應用潛力；同時自供電起搏關鍵器件體積較小，寬度僅0.5cm，為未來起搏器設備微型化和植入微創化，提供了較好的探索方向。
研究過程中，該團隊重點探索了使用一體化柔性壓電納米發電機自供電起搏技術，驗證了對于希氏束等心臟多個起搏部位的起搏效應。首先，一體化柔性壓電納米發電機可成功將機械能轉化為電能，實現為LED燈供電；同時可像發電站一樣，將心臟搏動的機械能，自動轉化為電能并存儲，為心房、心室、希氏束等多個位點起搏提供能量；在實驗中，研究團隊通過心外膜記錄希氏束電位確定起搏位點，利用自供電技術成功實現了希氏束生理性起搏。
最新一期的國際知名學術期刊《納米能源》(Nano Energy，IF=19.069)在線發表了武漢大學人民醫院心血管醫院江洪教授、余鋰鐳教授團隊與武漢大學人民醫院特聘教授國世上教授團隊攜手開展的創新研究Self-powered pacemaker based on all-in-one flexible piezoelectric nanogenerator。武漢大學人民醫院心內科為第一作者單位及共同通訊作者單位。
參考來源：武漢大學人民醫院人民視點
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