Ny pacemaker drivs av hjärtslag och kan hålla livet ut

Ett kinesiskt forskarteam har utvecklat en revolutionerande självförsörjande pacemaker som genererar elektricitet från hjärtats egna slag, ett genombrott som äntligen kan leda till att livslånga hjärtimplantat blir verklighet.

Enheten - som beskrivs i en studie i Nature Biomedical Engineering - åtgärdar en kritisk brist i dagens medicinska teknik. Traditionella pacemakers är beroende av batterier som tar slut efter ungefär 10 år, vilket tvingar patienterna att genomgå riskfyllda och dyra operationer för att byta ut dem. Den här nya miniatyrenheten är däremot utformad för att fungera på obestämd tid, vilket skapar vad huvudförfattaren till artikeln kallar "symbiotisk bioelektronik"

Pacemakern har utvecklats under sju år av en koalition bestående av University of Chinese Academy of Sciences (UCAS), Tsinghua University och Peking University och använder en unik "integrerad energiregenereringsmodul"

Den omvandlar den kinetiska energin från hjärtats rörelser till elektricitet via elektromagnetisk induktion. För att säkerställa hållbarheten har teamet konstruerat ett förenklat magnetiskt levitationssystem som minimerar friktionen. I laboratorietester som simulerade 300 miljoner hjärtslag - motsvarande 10 års användning - uppvisade enheten endast 4 procent slitage.

Effektuttaget är lika imponerande. Pacemakern genererar i genomsnitt 120 mikrowatt, vilket vida överstiger de 10 mikrowatt som krävs för stabil drift.

Enheten är blyfri, kapselstor och tillverkad av biokompatibla material, vilket gör att den kan implanteras genom lårbensvenen med hjälp av en minimalinvasiv kateter. I ett enmånadsförsök på en gris med svår bradykardi (långsam hjärtfrekvens) lyckades pacemakern upprätthålla en normal rytm med hjälp av enbart den energi som skördades från djurets hjärtslag.

Ouyang, som är docent vid UCAS, berättade att teamet siktar på att ta enheten till kliniska prövningar före 2030. Målet är att producera en enhet som håller två till tre gånger längre än nuvarande import - som kan kosta upp till 160.000 yuan (22.969 USD) - till en bråkdel av priset. Forskarna tror att denna "energy harvesting"-teknik så småningom kan tillämpas på andra implanterbara enheter som används för benreparation, nervreglering och smärtlindring.