心臟起搏器進化之路

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心臟為什么會跳動？

心臟跳動時泵血輸送至全身，一旦停止跳動，整個身體機器就會跟著停下來，那是什么讓心臟不停地跳動呢？心臟中有一些細胞能夠產(chǎn)生生物電活動，引起和控制心肌收縮，讓心臟維持著規(guī)律的跳動。有一種病癥叫心傳導阻滯，一般是由過于劇烈的活動和藥物引起的，能夠打斷心臟的電活動。心臟電活動異常，輕則讓人頭暈胸悶，重則可能讓心臟停搏，危及性命。

起搏器：帶有瑕疵的救命神器

美國人格雷特巴奇發(fā)明了植入式人工心臟起搏器，能夠幫助心傳導阻滯患者恢復正常的心跳。起搏器能夠監(jiān)測心跳的節(jié)律，當心臟漏跳或者跳動過慢時，就會發(fā)出矯正的電脈沖。如今，每年約有十萬患者植入心臟起搏器。雖然發(fā)展至今，這種植入性的醫(yī)療器材相當可靠，但仍然存在一定弊端，例如一般起搏器的電池壽命只有7年，需要替換，替換時有可能讓心臟發(fā)生感染，另外，起搏器的線路也有可能破損，對心臟組織造成傷害。植入了心臟起搏器的患者還不能夠接受MRI檢查。

未來形形色色的高科技起搏器

目前，研究者們致力于開發(fā)出不需要換電池、不需要導線，甚至沒有脈沖發(fā)生器的起搏器，讓患者能夠高枕無憂。

●無線起搏器 傳統(tǒng)的心臟起搏器主要包括兩個部分：脈沖發(fā)生器和電極導線。電極導線需要把起搏器的電脈沖傳遞到心臟，并將心臟的電活動傳輸給起搏器。植入的時候需要打開胸腔進行手術(shù)。一旦電極導線脫位或者外面的絕緣層破損，就會造成很麻煩的后果，需要手術(shù)修復。少了電極導線，就會減少很多麻煩。

而現(xiàn)在有一種微型的無線心臟起搏器，體積僅為傳統(tǒng)起搏器的1/10。植入的時候不用打開胸腔，從大腿主靜脈向心臟導入便可。起搏器最后會停留在心臟內(nèi)部，直接對心臟發(fā)送電脈沖，不再經(jīng)過長長的電極導線。原來一些因為身體虛弱而無法進行外科手術(shù)的患者，也能夠通過微創(chuàng)的方式植入這種微型起搏器。另外，這種起搏器比傳統(tǒng)起搏器消耗的電量少，能夠滿負荷使用8～10年。St.Jude Medical公司所生產(chǎn)的微型無線心臟起搏器在歐洲已經(jīng)被批準用于臨床。

●生物起搏器 微型起搏器仍然需要植入或者替換，如果能夠一勞永逸就好了。美國洛杉磯雪松-西納心臟研究所希望能夠做到這一點。研究所把目光聚焦到了一種名為TBX18的基因，該基因通常只有在胚胎發(fā)育的時候才表達，負責制造心臟中原本自然能夠產(chǎn)生電活動的細胞。在實驗中，研究人員把這些基因注射到患有心傳導阻滯的豬的心臟中，結(jié)果一小部分目標細胞在48小時內(nèi)變成了“起搏”細胞，能夠給心臟發(fā)送電脈沖。兩周的監(jiān)測結(jié)果顯示，接受治療的豬在之后能夠正?；顒?，心率在各種活動中都正常。

研究者認為，這種生物起搏器的效果可能是永久的，也就是說只需進行一次注射?；虮蛔⑷胄呐K后，細胞會像在胚胎發(fā)育期間那樣變成“起搏”細胞，并且永久維持這種狀態(tài)。研究者希望在3年內(nèi)能夠在人類身上進行臨床試驗。早期測試可能先針對因起搏器而發(fā)生感染的患者以及有心傳導阻滯的胎兒（在以往，有此問題的胎兒無法治療）。

●無電起搏器 即便患者的病情不嚴重，醫(yī)生水平高，心臟起搏器的電池最長也只能使用15年。如果患者壽命足夠長，就必須面臨更換電池的問題，這增加了感染的風險。美國的一個科研團隊開發(fā)出一種心臟起搏器，能從人體器官的自然運動中獲取足夠維持自身運轉(zhuǎn)的電力，成果發(fā)布在《國家科學院學報》月刊上。

這種心臟起搏器將從心臟和肺部獲得能源。在試驗中，這種起搏器的能量制造器能夠在每次心臟跳動或者肺部呼吸時制造3.7～8伏電壓，完全能夠滿足自身的運轉(zhuǎn)所需。既然不用換電池，那這種心臟起搏器是否能夠一直用到患者去世也不損壞呢？研究者在實驗室中將其前后彎曲了2000萬次，也沒有發(fā)現(xiàn)疲勞跡象，可謂經(jīng)久耐用。

●不怕MRI的起搏器 植入了心臟起搏器的患者不能夠接受核磁共振成像（MRI）檢查，因為MRI掃描儀所產(chǎn)生的強大磁場和射頻脈沖可能會干擾心臟起搏器的設(shè)置或引起電極導線過熱，對心臟產(chǎn)生意外刺激，最終導致器械故障或者心臟組織損傷。但約一半植入了心臟起搏器的患者都需要接受MRI檢查，因為其他影像檢查都不能像MRI一樣詳細獲得器官、軟組織、骨骼和其他人體內(nèi)部構(gòu)造的圖像。

美力敦公司制造的Revo MRI SureScan心臟起搏器卻不存在這些隱患。它有一個功能，在MRI掃描之前開啟，能為患者做好接受掃描的準備，不被傷害。在臨床試驗中，有221名患者植入了這種起搏器，接受了MRI掃描后，沒有一人發(fā)生并發(fā)癥。