摩擦納米發電機首次利用呼吸做“電池”驅動心臟起搏器

“生命不息，供能不止”

　　植入式醫療器件如心臟起搏器，在當今臨床醫學領域中占據了重要的地位，它極大地改善了患者的癥狀和生活質量，具有顯著的社會價值和經濟價值。作為新興的醫療器械發展方向，植入式醫療器件仍有許多問題亟待突破。

　　首先就是長效能源供給問題。現階段植入式器件主要依靠電池供電，工作壽命有限，一旦電池耗盡，病人不得不再次面對巨大的手術風險和經濟負擔。因此，開發長效的在體能源供給系統對于植入式醫療器件的發展意義重大。

　　近日，中國科學院北京納米能源與系統研究所王中林院士和李舟副教授帶領的研究小組在針對植入式醫療器件的長效能源系統研制方面取得了進展。鄭強博士、博士生石波璟和助理研究員范鳳茹共同研制了可植入式的自驅動能源系統。

　　該系統包括可植入摩擦納米發電機和能量轉換存儲裝置兩部分，可以收集利用呼吸產生的能量來驅動心臟起搏器，成為持續供電的“電池”。

　　摩擦納米發電機的尺寸僅為12毫米×12毫米×0.7毫米，跟指甲蓋差不多大小。研究團隊將制作的自驅動能源系統植入大鼠體內，成功收集并轉化大鼠多個呼吸運動部位所產生的能量，以電能的形式儲存起來，并能夠驅動一個外接的心臟起搏器原型機工作，產生與醫用心臟起搏器一樣的電脈沖。

　　根據理論計算，大鼠每呼吸5次，通過可植入摩擦納米發電機收集的能量即可成功驅動心臟起搏器工作1次。如果用到人體，僅通過呼吸就能夠連續驅動心臟起搏器，使其正常工作。

　　這種基于生物體自身能量在體轉化的供能系統將極大地改善現有電池供能狀況，延長植入式醫療器件的使用壽命，在植入式醫療領域具有廣闊的應用前景。隨著植入式自驅動能源系統的進一步優化和完善，在未來將有望真正實現“生命不息，供能不止”，為廣大重癥患者帶來福音。（記者 吳月輝）