人體「太陽能電池」　突破心臟療法的極限

編譯／高晟鈞

心律不整是許多心臟病患者可能出現的症狀；除了使用相關藥物治療外，也可以使用心律調節器（Pacemaker）來保持心臟跳動的規律。

近日，來自芝加哥大學的一組研究人員開發了一種由光驅動的無線心律調整器，可以植入體內調節心血管與神經活動。

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心律調節器的使用原理與風險

心律調節器是一種植入在胸口或腹部的小型儀器，可以偵測使用者的心率，在心律過慢或發生異常時予以電擊，使心跳速度恢復正常。儘管心律調節器的發展已經相當成熟，出現嚴重併發症的機會很少，但植入部位依舊可能面臨諸如感染、瘀青、腫脹、出血甚至是神經受損的情況。

人體內的「太陽能電池」

多年來，田博智教授的實驗室一直在開發類似於太陽能電池的技術，作為體內植入物的動力來源。光伏發電可以免除植入電線或是電池所造成的損壞，尤其是在心臟這種脆弱的組織內更是重要。

用於體內的這種「類」太陽能電池需要進行一定程度的調整。「工業用的太陽能電池，你希望盡可能地收集更多的光；但對於身體而言，你希望他能夠在非常局部的特定區域發光，並激活該區域。」第一作者Penju LI解釋道。

設計使用了雙層矽材料──P-type，可以通過產生電荷來響應光。頂層則有許多奈米細孔，可以高電氣性能並集中電力。最終的材料是一種只有1微米厚的柔性膜，重量不到20毫克，遠低於目前最先進的心律調節器（約為5克）。另外，這種材料植入體內時只需要一根細管和光纖，不需要其他活動部件。

該特定版本的設備僅供臨時使用。它不需要進行另一次侵入性手術來移除心律調節器；相反地，該材料會隨著時間的慢慢地溶解成一種稱為矽酸的無毒化合物。然而，研究人員也表示，這些設備可以設計成持續不同的預期壽命，這取決於所需的心臟刺激時間。

「這項研究成果大大改變了心臟治療的遊戲規則。」共同作者Narutoshi Hibino說道。

資料來源:MedicalXpress

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