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摩擦納米發(fā)電機(jī)首次利用呼吸做驅(qū)動心臟起搏器
jianaisc.com?2014-08-15 16:10:31? 吳月輝?來源:人民日報(bào)    我來說兩句

摩擦納米發(fā)電機(jī)首次利用呼吸做“電池”驅(qū)動心臟起搏器

“生命不息,供能不止”

  植入式醫(yī)療器件如心臟起搏器,在當(dāng)今臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中占據(jù)了重要的地位,它極大地改善了患者的癥狀和生活質(zhì)量,具有顯著的社會價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。作為新興的醫(yī)療器械發(fā)展方向,植入式醫(yī)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?,F(xiàn)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(shù)風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此,開發(fā)長效的在體能源供給系統(tǒng)對于植入式醫(yī)療器件的發(fā)展意義重大。

  近日,中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所王中林院士和李舟副教授帶領(lǐng)的研究小組在針對植入式醫(yī)療器件的長效能源系統(tǒng)研制方面取得了進(jìn)展。鄭強(qiáng)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(qū)動能源系統(tǒng)。

  該系統(tǒng)包括可植入摩擦納米發(fā)電機(jī)和能量轉(zhuǎn)換存儲裝置兩部分,可以收集利用呼吸產(chǎn)生的能量來驅(qū)動心臟起搏器,成為持續(xù)供電的“電池”。

  摩擦納米發(fā)電機(jī)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(tuán)隊(duì)將制作的自驅(qū)動能源系統(tǒng)植入大鼠體內(nèi),成功收集并轉(zhuǎn)化大鼠多個(gè)呼吸運(yùn)動部位所產(chǎn)生的能量,以電能的形式儲存起來,并能夠驅(qū)動一個(gè)外接的心臟起搏器原型機(jī)工作,產(chǎn)生與醫(yī)用心臟起搏器一樣的電脈沖。

  根據(jù)理論計(jì)算,大鼠每呼吸5次,通過可植入摩擦納米發(fā)電機(jī)收集的能量即可成功驅(qū)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(xù)驅(qū)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(zhuǎn)化的供能系統(tǒng)將極大地改善現(xiàn)有電池供能狀況,延長植入式醫(yī)療器件的使用壽命,在植入式醫(yī)療領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著植入式自驅(qū)動能源系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化和完善,在未來將有望真正實(shí)現(xiàn)“生命不息,供能不止”,為廣大重癥患者帶來福音。(記者 吳月輝)

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