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科技日報實習記者?張佳欣
在近日發 表于《科學進展》雜志上的一篇論文中，美國亞利桑那大學領導的一個研究團隊詳細介紹了他們設計的一種無線、無電池起搏器的工作原理。這種起搏器的植入過程 侵入性更小，給患者帶來的痛苦也更少。這項技術可讓世界各地的患者生活得更輕松，同時也能幫助科學家和醫生更好地監測和治療心臟疾病。
新型起搏器利用光遺傳學技術修飾對光敏感的細胞，然后通過光來影響這些細胞的行為。圖片來源：美國亞利桑那大學/菲利普·古特魯夫
目前的起搏器通過用鉤子或螺絲將一到兩根導線或接觸點植入心臟來工作。如果這些導線上的傳感器檢測到心律出現危險的不規則性，它們就會通過心臟發出電擊來重置心跳。此時，心臟內的所有細胞都會同時受到沖擊，這就是起搏或除顫令人痛苦的原因。
此次開發的新設備允許起搏器使用一種數字制造的網狀設計來發送更有針對性的信號。該設備使用只針對心肌細胞的光遺傳學技術。其精確度不僅可繞過心臟的疼痛感受器以減輕患者的疼痛，還可讓起搏器以更合適的方式對各種異常作出反應。
為確保光信號可到達心臟的多個不同部位，該團隊創造了一種包含整個心臟的設計。新起搏器模型由4個花瓣狀結構組成，由柔性薄膜制成，其中包含光源和記錄電 極。“花瓣”是專門為適應心臟跳動時改變形狀而設計的，它們圍繞器官的兩側折疊，將其包裹起來，就像一朵閉合的花。
由于該系統使用光而不是電信號來影響心臟，因此即使在起搏器需要除顫的情況下，其設備也可繼續記錄信息。而在目前的起搏器中，除顫產生的電信號可能會干擾記錄能力，留下不完整的記錄。
此外，該設備不需要電池，這可以讓其使用者不必像目前的標準那樣每5—7年更換一次設備中的電池。