这是世界上第一个可以无害地溶解在体内的短暂起搏器

西北大学和乔治华盛顿大学(GW)的研究人员开发出了有史以来第一个瞬态起搏器，这是一种无线、无电池、完全可植入的起搏器，在不再需要后就会消失。

这种轻薄、灵活、轻便的设备可用于心脏手术后或等待永久性起搏器时需要临时起搏的患者。起搏器的所有成分都是生物相容性的，在五到七周的时间内可以被人体的生物体液自然吸收，而不需要手术提取。

该设备使用近场通信协议从外部远程天线无线收集能量，该技术与智能手机电子支付和RFID标签中使用的技术相同。爱游戏ayx体育这样就不需要笨重的电池和硬硬件，包括电线(或导线)。这可能会导致感染，但它们也可能被疤痕组织包裹，在移除时造成进一步的损伤。

这项研究将于6月28日发表在《自然生物技术》杂志上。爱游戏ayx体育该论文通过一系列大型和小型动物模型演示了该设备的功效。

“放置在心脏内或附近的硬件会产生感染和其他并发症的风险，”西北大学的约翰·a·罗杰斯(John A. Rogers)说，他领导了该设备的开发。“我们的无线瞬时起搏器克服了传统临时起搏器的主要缺点，在手术拔管过程中不需要经皮导线，从而降低了成本，改善了患者护理的结果。这种不同寻常的设备可能代表着临时起搏技术的未来。”爱游戏ayx体育

“有时患者只需要暂时使用起搏器，可能是在开胸手术、心脏病发作或药物过量之后，”西北医学中心的心脏病专家、该研究的联合负责人瑞希·阿罗拉博士说。“在病人的心脏稳定下来后，我们可以取出起搏器。目前的护理标准包括插入一根金属丝，它可以保持3到7天。它们有可能被感染或被驱逐。”

“瞬态电子平台在医学和生物医学研究中打开了一个全新的篇章，”华盛顿大学的Igor Efimov说，他与Rogers和Arora共同领导了这项研究。“作为这项技术基础的生物可吸收材料，使得创建一整套诊断和治疗瞬态设备成为可能，用于监测疾病和治疗的进展，提供电爱游戏ayx体育、药理、细胞疗法、基因重编程等。”

目前，为了在心内直视手术后设置临时起搏器，外科医生必须在手术过程中在心肌上缝合临时起搏器电极。这些导线从患者的胸腔前端伸出，连接到一个外部起搏箱，该起搏箱提供电流来控制心律。

当临时起搏器不再需要时，医生会取下起搏器电极。虽然不常见，但植入式临时起搏器的潜在并发症包括感染、脱位、组织撕裂或损伤、出血和血凝块。

有了西北大学和乔治华盛顿大学的瞬变起搏器，外科医生和患者就可以避开这种有潜在风险的手术。这种完全可植入的设备很轻，250微米厚，重量不到半克。它柔软而灵活，将电极包裹在心脏表面，以传递电脉冲。

阿罗拉说:“我们可以植入这种无铅生物兼容起搏器，而不是使用可能被感染和移位的电线。”“电路直接植入心脏表面，我们可以远程激活它。在几周内，这种新型起搏器会自行“溶解”或降解，从而避免了物理移除起搏器电极的需要。这可能是术后患者的一个重大胜利。

他补充说:“经过进一步的修改，最终可能通过腿部或手臂的静脉植入这种生物可吸收的起搏器。”“在这种情况下，也有可能为心脏病发作的患者或正在接受导管手术(如经导管主动脉瓣置换术)的患者提供临时起搏。”

西北医科大学心脏外科医生范德廷(Duc Thinh Pham)没有参与这项研究，他认为短暂起搏器无疑会让他的病人更舒服。使用目前的心脏起搏器，病人通常在插入导线后几天都感到不适。然后，他们必须限制自己的运动和活动，以防止引线脱落。

“这种短暂的心脏起搏器太棒了，”范说，他在职业生涯中做过2000多例心脏手术。“除了解决心脏手术后患者偶尔因阻塞或心律失常而需要临时起搏的主要问题外，该设备还解决了患者舒适度、自由活动能力和康复的次要问题。如果成功，该设备将大大改善患者的术后病程。”

这是Rogers实验室的第二个生物可吸收电子医学的例子，Rogers实验室研究瞬态电子已有十多年了。2018年，罗杰斯和同事展示了世界上第一个生物可吸收电子设备——一种生物可降解的植入物，可以加速神经再生。该团队的生物可吸收装置是完全无害的——类似于可吸收缝线。在完全降解后，这些设备会通过人体的自然生物过程完全消失。

“很明显，我们需要更好的临时心脏起搏器，”范伯格大学切斯特C.和黛博拉M.库利心脏病学杰出教授、该研究的合著者布拉德利·奈特博士说。“当我第一次了解生物可吸收神经刺激器时，我联系了罗杰斯教授，探索使用这种技术来为心脏起搏的可能性。爱游戏ayx体育他已经开始与埃菲莫夫博士合作，开发一种小型的生物可吸收起搏器，作为概念验证。然后，我们与这两个团队合作，开发了一种更大版本的生物可吸收、无铅心脏起搏器，可以在人体范围内有效。这是一个很好的例子，说明我们在西北大学可以通过连接工程和医学的专业知识来创造什么。”

临时起搏器可能需要几天到几周的时间，这取决于病人的情况。通过改变设备中材料的组成和厚度，罗杰斯的团队可以控制设备在溶解前保持功能的精确天数。

罗杰斯说:“我们用不同类型的安全、生物可吸收材料和优化的结构来构建这些设备，以确保在比临床所需时间稍长的时间内稳定运行。”“我们可以定制设备，以解决广泛的相关寿命范围。一般来说，瞬态技术有一天可以为各种各样的医疗状况提供治疗或治疗——在某种意义上，作为医学的工程形式。”