世界上最小的心脏起搏器比一粒米还小

快速阅读: 据《奇点枢纽》最新报道，科学家研发出世界最小起搏器，比米粒还小，可通过光线控制。它生物相容且可降解，在动物实验中表现良好。相比传统起搏器，它体积减小23倍以上，适合微创植入，尤其造福婴儿患者。未来或可用于疼痛管理和组织再生。

科学家们刚刚发布了一款**世界上最小的起搏器**，它比一颗米粒还要小。这款起搏器可以通过皮肤上的光线进行控制，通过注射后能够通过支架为心脏肌肉提供动力并使其收缩。近期发表的一项研究表明，该设备在大鼠、狗以及人类心脏中均表现出稳定协调健康心律的能力。此外，该设备具备生物相容性，能够在短期使用后被身体最终分解。

相较于以往的生物可吸收起搏器，这款设备体积缩小了**23倍以上**，从而开启了微创植入技术的新篇章，使得术后心脏健康状况可以实现无线监测。这种设备尤其能够为那些需要更小硬件来监测心脏的婴儿带来福音。

尽管专门设计用于心脏，但类似的技术还可以用于管理疼痛、促进伤口愈合，或者潜在地再生神经和骨骼。心脏作为一个生物力学奇迹，一生中可靠地将富含氧气和营养的血液泵送到全身，同时清除代谢废物。然而，随着年龄增长或遭遇创伤，心脏肌肉会逐渐磨损。相比皮肤细胞，心脏并不容易自我修复。随着时间推移，其肌肉变得僵硬，受损后往往会被疤痕组织取代，这对维持稳定的心律构成了挑战。

心脏的各个腔室按照复杂的生物节奏有序收缩和舒张，这一过程由电信号控制。任何异常都会导致心肌紊乱收缩，可能引发心房颤动等严重问题。更糟糕的是，血液会在单个腔室内积聚，增加血栓的风险；若血栓脱落，可能流向大脑并引发中风。术后并发症风险尤其高，因此医生常会在手术恢复期植入临时起搏器，以降低风险。

传统的临时起搏器通常由两部分组成：一部分负责检测和生成电击，另一部分则需要电源和控制单元来微调刺激。尽管这类设备被认为是“救命的关键技术”，但它们大多需要开胸手术植入和取出，这无疑增加了感染风险并对虚弱的器官造成额外损伤。尤其对于婴儿或年轻患者而言，这一过程尤为艰难。

对此，由**约翰·罗杰斯**带领的研究团队提出了目标——开发一种完全可植入、无线控制的临时起搏器。理想的起搏器应该小巧、生物相容性好且易于操作，同时具备微创植入能力和多路复用（即多点控制）的优势。如今，这项目标已初步达成。

这款新设备采用最终可被身体分解和排出的生物相容性材料制成，包含两个小金属片，类似于电池的端子。正常状态下，植入物不导电；但一旦植入，来自心肌细胞的天然液体会形成一个液体“桥”，激活后完成电路，从而将设备转化为既能自供电又可刺激心肌的发电机。此外，设备内置的蓝牙模块可通过无线方式捕捉心脏的电信号进行分析。

为了稳定控制心律，研究团队采用了红外光开关技术，这种波长的光能够穿透皮肤、肌肉和骨骼，成为精准调控依赖电信号器官或工具的强大手段。尽管内置大量硬件，最终的植入物大小仅相当于芝麻种子，较任何现有的生物可吸收替代品都小了**23倍以上**。

研究团队通过在离体猪心和捐赠的人类心脏上测试，证明了设备在多个心腔中能够可靠工作，并达到与标准起搏器相当的刺激效果。随后，他们在外形、大小及电学功能与人类相似的猎犬身上进行了实验。只需一个小切口即可将多个起搏器植入心脏不同位置，并实现独立控制。研究人员利用光线微调心率和节律，调整两个心腔的收缩模式以实现自然的泵血和舒张过程。

展望未来，这款设备的成品预计会相对现成可用。结合传感器，该设备可以从皮肤表面监测异常心律，通过光脉冲恢复正常活动，并配备一个界面供用户直观查看整个过程。材料对人体安全，有些甚至可以作为日常饮食的一部分或添加到维生素补充剂中，并在**9到12个月**后大部分溶解。

虽然这项技术目前主要用于心脏，但它同样适用于管理疼痛、促进伤口愈合，甚至可能在未来用于神经和骨骼的再生。正如罗杰斯所说：“你可以撒一些……做十几个这样的东西……每个都由不同波长的光控制。”

沈雪莱博士是一位神经科学家出身的科学作家，她对大脑、人工智能、长寿、生物技术及其交叉领域充满热情。作为一名数字游民，她热衷于探索不同文化、品尝当地美食以及亲近大自然。

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