新型自供能电池技术：心脏起搏器的新希望

新型自供能电池技术：心脏起搏器的新希望

引用

MedSci-临床研究与学术平台

等

8

来源

1.

https://m.medsci.cn/article/show_article.do?id=17e582653207

2.

https://new.qq.com/rain/a/20250109A06OO100

3.

https://www.stheadline.com/society/3401027/88%E6%AD%B2%E5%8D%B0%E5%BA%A6%E8%A3%94%E5%95%86%E4%BA%BA%E6%A4%8D%E5%85%A5%E6%96%B0%E5%9E%8B%E8%B5%B7%E6%90%8F%E5%99%A8%E6%89%8B%E8%A1%93%E9%96%93%E5%BF%83%E8%87%9F%E7%A9%BF%E5%AD%94%E7%B5%82%E6%AD%BB%E4%BA%A1-%E5%85%92%E5%AD%90%E8%B3%AA%E7%96%91%E9%86%AB%E7%94%9F%E6%9C%AA%E8%A9%B3%E8%A7%A3%E6%89%8B%E8%A1%93%E9%A2%A8%E9%9A%AA

4.

https://www.zaobao.com.sg/forum/talk/story20240409-3331793

5.

https://www.medtecchina.com/market/13563/

6.

http://www.nanobiolab.cn/h-col-103.html

7.

http://zhfsyy.com/index.php?m=home&c=View&a=index&aid=94

8.

https://www.gov.cn/gongbao/2025/issue_11806/202501/content_6999382.html

近年来，随着人口老龄化加剧，心脏起搏器的需求量逐年攀升。然而，传统心脏起搏器存在一个致命缺陷：电池寿命有限。通常情况下，单腔起搏器可使用8年以上，而双腔和三腔起搏器的使用寿命则在5-8年之间。一旦电池耗尽，患者就必须接受更换手术，这不仅增加了医疗费用，还带来了感染、血栓等风险。

2022年，香港养和医院发生的一起医疗事故引发了广泛关注。一位88岁的印度裔商人，在植入新型微型心脏起搏器时不幸出现心脏穿孔，最终导致死亡。这起悲剧不仅暴露了传统心脏起搏器的局限性，也凸显了对更安全、更持久解决方案的迫切需求。

在这样的背景下，一种革命性的自供能心脏起搏器应运而生。这种新型起搏器无需传统电池，而是通过人体自身的生理活动产生能量，实现了真正的“永动机”梦想。

摩擦纳米发电机：从日常运动中获取能量

摩擦纳米发电机（TENG）是近年来兴起的一种新型能量收集技术。它基于摩擦起电和静电感应耦合效应，能够将机械能转化为电能。当两种不同材料接触并分离时，会在界面上产生电荷，通过静电感应作用，可以驱动电路中的电流流动，从而实现能量转换。

中国科学院北京纳米能源与系统研究所的王中林院士团队，在这一领域取得了突破性进展。他们开发出一种胶囊状的自供能心脏起搏器，通过心脏跳动产生的机械能，持续为设备供电。这种设计不仅避免了传统电池的更换问题，还显著降低了手术风险。

压电纳米发电机：利用心跳驱动的新型电源

另一种备受关注的技术是压电纳米发电机。它利用某些材料在机械应力作用下产生的极化电荷，将心脏跳动的机械能转化为电能。这种技术具有体积小、生物相容性好、能量转换效率高等优点。

同济大学医学院郑龙坡教授团队与中科院纳米能源所李舟研究员合作，开发出一种柔性微型植入式共生电刺激系统。该系统能够将心脏跳动产生的机械能转化为电能，为心脏起搏器持续供电。这种设计不仅实现了能量的自给自足，还大大提高了设备的灵活性和患者的舒适度。

临床试验与未来展望

目前，这些新型自供能心脏起搏器仍处于临床试验阶段，但已展现出巨大的应用前景。2024年，NBL-自供能无导线心脏起搏器团队在第七届中关村国际前沿科技大赛中荣获医疗器械领域TOP10，标志着这项技术正逐步走向成熟。

然而，要实现大规模临床应用，仍需解决一些关键问题。例如，如何进一步提高能量转换效率，如何确保长期使用的可靠性，以及如何降低制造成本等。尽管如此，这些突破性进展已经为心脏起搏器领域带来了新的希望。

可以预见，在不久的将来，自供能心脏起搏器将彻底改变心血管疾病的治疗方式。患者将不再需要频繁更换电池，手术风险和医疗费用也将大幅降低。更重要的是，这种创新技术将为患者带来更高质量的生活，让他们摆脱传统设备的限制，重获自由和活力。

随着科研人员的不懈努力，我们有理由相信，这一天的到来已不再遥远。