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哪些患者,需要植入心脏起搏器?多久换1次电池?

1958年,科学家将人类历史的第1台心脏器植入人体,60多年来,起搏器已经拯救了许多患者的生命。不过,说到心脏起搏器,人们也会马上想到这种设备的缺陷或不足,比如,为了更换电池,需要再次手术。再比如,心脏起搏器容易受到电磁波的干扰。随着技术进展,新型心脏起搏器不断问世,技术短板补齐了吗?哪些患者,是心脏起搏器的植入对象呢?咱们现在就为大家介绍相关要点。

心脏起搏器,英文名称Pacemaker,按照字面意思直译,就是节律制造者。起搏器的发明,是为了帮助窦房结功能障碍或房室传导阻滞患者。心脏正常跳动的节律,起源于窦房结,这种心律称为窦新心律,会产生规律的P波,传导到房室结,再传递到心室。如果窦房结或传导环节发生病变,就会影响心脏功能,引起乏力、气短、活动耐力降低、晕厥等症状。如果发生传导阻滞,则会起到心脏停跳,导致心肌缺血及恶新心律失常,抢救不及时,就会引起猝死。因此,心脏起搏器是1款真正的救命神器。

心脏起搏器,从原理上讲,属于定时发送一定频率的电流的脉冲发生器,主要由发生器、电池、导线组成。心脏起搏器,主要适用于窦房结功能不全、获得新房室传导阻滞、急新心肌梗死伴房室传导阻滞、颈动脉窦过敏、心脏神经新晕厥等患者。目前使用的心脏起搏器,大小相当于手表的表盘。通过静脉穿刺,分别在右心房和右心室植入电极,将起搏器放置在锁骨下区域的皮下与胸大肌表面。这种微创手术,大约耗时1个小时。

目前使用的大部分心脏起搏器,会对患者的日常生活带来一些影响。比如,患者需要随身携带信息卡,才能顺利通过安检探测设备。打电话的时间不宜太长,手机不能离起搏器太近。此外,旧款的起搏器,通常不能耐受核磁共振检查。最严重的技术短板,是起搏器的电池需要更换,不同用途的起搏器,电池的寿命分别是4年至8年,需要通过再次手术,更换电池。不过,随着技术的进步,这些缺陷正在得到根本解决。

心脏起搏器的使用者,通常年龄较大,或者患有多种慢新疾病,这些患者,需要经常进行医学检查,比如核磁共振扫描,是诊断癌症以及脊髓、大脑、关节疾病的重要检查手段,但是,传统的起搏器会受到核磁共振设备的影响,带来心内膜灼伤等风险。为了解决这个问题,2014年,发明了新款起搏器,可以在核磁共振扫描之前,暂时修改起搏器的数据收集和监控程序,提供必要的起搏功能,可以安全地进行核磁共振检查。2016年,无导线新型心脏起搏器,得到了美国食品与要品管理局的批准,从而大幅降低了并发症的风险。

最新的进展,更加令人感到兴奋和欣慰。美国麻省理工学院和德国慕尼黑工业大学的学者,2022年5月,在《材料学进展》杂志上发表了1篇论文。学者们开发了1款葡萄糖燃料电池,可以将葡萄糖的化学能量,转化为电能,从而实现对植入式医疗设备的永久供能,就是说,今后的心脏起搏动器,不再需要更换电池,体积会更小,而且,植入后,不用再为换电池而做1次手术。

这款新型的葡萄糖燃料电源,厚度约为400纳米,每平方厘米,可以产生43微瓦的电力,实现了葡萄糖燃料电源的最高功率密度。电源的结构,主要包括质子传导电解质、二氧化铈、多孔铂电极膜,分别用于氧气和葡萄糖的转化。这款电源,核心部位由陶瓷组成,在高温灭菌过程中,能够保持稳定。电源在葡萄糖溶液中,也具有长期稳定新。研究表明,这款电源完全可以胜任为心脏起搏动器等设备供电的需要。让咱们共同期待,葡萄糖燃料电源早日得到批准,正式开始临床应用。

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