對于心臟病患者而言，“植入式心臟起搏器”是恢復正常心律的“救命神器”。植入式生物電子設備憑借精準調控細胞活動的能力，不僅具有修復心律功能，還廣泛應用于運動、視聽功能恢復及疼痛管理、疾病診斷等領域，為重大疾病的早期干預、精準治療和長期管理提供支撐。
然而長期以來，一個棘手的問題困擾著醫生和患者：植入式設備電池耗盡后，患者須再次接受手術更換設備。這類手術不僅伴隨額外的醫療風險，還會給患者帶來經濟負擔。因此，實現“終身免維護運行”，成為植入式電子設備領域追求的終極目標，而如何滿足終身服務所需的臨界能量供應，是該領域面臨的核心挑戰。
歷經近七年聯合攻關，中國科學院大學（簡稱“國科大”）、清華大學、清華大學北京清華長庚醫院、北京大學、北京大學第三醫院、中國醫學科學院阜外醫院等多家單位組成的研究團隊，在該領域取得重要進展——成功研發出膠囊尺寸的微型共生型自供電無導線心臟起搏器。近日，相關研究成果刊載于權威期刊《自然-生物醫學工程》上。
這款起搏器的核心創新是集成了高效能量再生模塊：它能通過電磁感應技術，從心臟自身的跳動中捕獲動能，并將其轉化為電能。測試顯示，其輸出功率已突破起搏器終身運行的臨界能量閾值，可穩定驅動起搏電路，實現對心臟節律的精準調控。同時，器件采用高度微型化設計，兼具優異的生物相容性與血液相容性，支持經導管微創植入，大幅降低手術創傷。
此外，團隊創新設計的極簡磁懸浮能量緩存結構，不僅最大限度減少了能量損耗和機械摩擦，還實現了近零啟動閾值、高動能轉換效率及穩定的心內平均輸出功率，同時簡化系統復雜度，提升了設備的長效穩定性。
在動物實驗中，這款新型起搏器完成了為期一個月的自主運行測試。研究人員表示，實驗期間，起搏器能持續實現能量自供給，并穩定發揮起搏治療功能，有效調控實驗動物的心臟節律，充分驗證了其臨床轉化可行性。
論文第一作者、國科大納米科學與工程學院副教授歐陽涵認為，該技術突破有望將起搏器的使用壽命延長至與自然心臟一致的水平，有助于解決二次手術的痛點，為植入式電子器件實現“終身免維護”和“人機共生”開辟了全新路徑。
