日前從中科院獲悉,該院北京納米能源與係統研究所的科研人員(yuán)在(zài)針對植入式醫療器件的長效能源係統研製方麵取得新進展,研製的(de)摩擦納米發電機首次利用呼吸產生的電能驅動心髒起搏器。這(zhè)一研究成果發表在最新(xīn)一期國際知名學術期刊《先進材料》上。 植入式醫療(liáo)器件(jiàn)如心髒起搏器能夠極大地改(gǎi)善患者的症狀和生活質量(liàng),具有(yǒu)顯著(zhe)的社(shè)會價(jià)值和經濟價值。但作為新興(xìng)的醫療器械發展方向,植(zhí)入式(shì)醫療器件仍然麵臨許多(duō)問題亟待突破,首(shǒu)先就是長效能源供(gòng)給問題。現階段植入式器件主(zhǔ)要依靠電池供(gòng)電,工作壽命有限,一旦電池耗盡,病人不得不再次麵對巨大的手(shǒu)術風險和經濟負擔。因此,開發長效的在體能源供給係統對於(yú)植入式醫療器件的發展意義重大。
北京(jīng)納米能源與係統研(yán)究所王中(zhōng)林院士和李舟副教授領導的(de)研究小組的科研人員共同研製了可植入式的自驅動能源(yuán)係統,該係統包括可(kě)植入摩擦納米(mǐ)發電(diàn)機和能量轉換(huàn)存儲裝置(zhì)兩部分(fèn)。摩擦納米發電機(jī)的尺寸僅為12毫米×12毫米×0.7毫米。研究團隊將自驅動能源係統植(zhí)入大鼠體內,成功收集並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,並能夠驅動一個外接的心髒起搏器原型機工作,產(chǎn)生與醫用(yòng)心髒起搏器一樣的電脈衝。根(gēn)據理論計算,大鼠(shǔ)每呼吸5次,通過可(kě)植入摩擦納米發電機收集(jí)的能量即可成功驅動心髒起(qǐ)搏器工(gōng)作1次(cì)。如果用到人(rén)體,僅(jǐn)通過呼吸就能夠連續驅(qū)動心髒起搏器,使(shǐ)其正常工(gōng)作。 專(zhuān)家表示,這種基於生物體自身能量在體轉化的供能係統將極大(dà)地改善現有電池供能的弊端,延長植入式醫療器件的使用壽命(mìng),在植(zhí)入式醫療領域中具有極大的應(yīng)用前景。