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自供电心脏起搏器猪实验成功

2019-5-15 编辑:admin 阅读次数:
  导读: 最近,中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林和李舟带领的研究团队,与北京市生物医学工程高精尖创新中心和海军军医大学的研究者联合研制了共生型心脏起搏器。该起搏器可从心脏跳动中获取能量,依靠植入式摩擦电纳米发...

最近,中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林和李舟带领的研究团队,与北京市生物医学工程高精尖创新中心和海军军医大学的研究者联合研制了共生型心脏起搏器。该起搏器可从心脏跳动中获取能量,依靠植入式摩擦电纳米发电机为自身提供电能,并已在动物(猪)模型上实现植入。相关研究论文近日发表在《自然·通讯》上。

目前,大多数心脏起搏器由锂电池供能,续航能力有限。受到生物共生现象的启发,王中林和李舟团队提出研制植入式摩擦电纳米发电机的共生型心脏起搏器。具体来说,这种起搏器可将心跳的能量收集起来驱动起搏电路发出脉冲,这些脉冲同时又刺激心脏,使出现异常的心脏恢复正常,实现起搏器与心脏之间的“共生”状态。

据了解,2006年,王中林首次在美国《科学》杂志上提出了纳米发电机的概念,制作了基于单根氧化锌纳米线的压电纳米发电机,并成功收集了大鼠的心跳能量,但该纳米发电机的输出性能很低。直到2012年,摩擦纳米发电机问世,实现了机械能到电能的高效转化。

2014年,李舟研究团队和王中林共同制作植入式摩擦纳米发电机的原型器件,其可通过植入动物皮肤下收集呼吸运动的能量,产生3.43伏的电压和0.14微安的电流,并且经过一段时间的电能存储,驱动一台简易心脏起搏器原型机,对小型实验动物心脏频率进行调控。此后,研究人员在结构改进、性能提升、应用研究等方面取得了多项进展。但研究人员表示,在材料、器件体内稳定性和长期生物安全性方面仍有许多问题需要解决。(记者王潇雨)

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