柔性电子大牛John,A.,Rogers《Nature》子刊,无需导线、电池!完全可植入心脏起搏器

近日,美国西北大学JohnA.Rogers、IgorR.Efimov和RishiK.Arora团队合作,报道了一种无铅、无电池,可完全植入的心脏起搏器,用于术后心率和节律的控制。

临时心脏起搏系统是传统心脏起搏器的补充,既可以作为永久起搏治疗的桥梁,也可以在心脏手术后临时使用以对应经常发生的心动过缓。然而,这种硬件存在严重的并发症风险。首先,细菌可以在设备上(如起搏电极)形成生物膜, 成为感染的焦点。其次,由于设备没有完全植入,外部电源和控制系统可能在照顾或移动病人时无意中发生移位。第三,由于起搏导线在电极-心肌界面处可能被纤维化组织包裹,因此治疗结束后取出装置可能会导致心肌撕裂和穿孔。

近日,美国西北大学John A. Rogers、Igor R. Efimov和Rishi K. Arora团队合作,报道了一种无铅、无电池,可完全植入的心脏起搏器,用于术后心率和节律的控制。更重要的是,该起搏器能够在规定的操作时间内通过自然生物过程完全降解并消失。该方法克服了传统临时起搏装置的主要缺点,可能为下一代术后临时起搏技术奠定基础。该研究以“Fully implantable and bioresorbable cardiac pacemakers without leads or batteries”为题发表在最新一期的《Nature Biotechnology》上。

文章亮点:

1.器件全部采用了生物可吸收材料,当暴露于生物体液时,能够通过代谢作用和水解的时间控制方式实现完全生物降解(5周)与消失(7周)。

2.能够通过谐振感应耦合的无线能量传输向系统传递能量,使器件实现无电池运行,同时对器件进行操纵。

3.器件可以有效地捕捉和维持不同物种和平台的心脏节律,包括人类心脏切片以及小鼠、大鼠、兔子和犬类心脏。

4.小鼠模型的演示表明器件治疗房室结(AV)心传导阻滞的能力,这是起搏器治疗的一个常见适应症。在植入3周后器件显著降解吸收,但对周围正常心肌组织几乎没有产生的影响,也没有观察到明显的炎症反应或代谢变化。

完全可植入心脏起搏器的材料与设计特点

全文链接:

https://www.nature.com/articles/s41587-021-00948-x

原文刊载于【高分子科学前沿】公众号

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