譯者：Tracey (Wechat ID: kk371595788)

瞬態起搏器在 35 天及以后的過程中慢慢溶解

這種輕薄、靈活、輕便的設備可用于在心臟手術后或等待永久性起搏器時需要臨時起搏的患者。起搏器的組件都是具生物相容性，在5 到 7 周內自然降解并吸收到身體的生物流體中，無需手術取出。

該設備具有和智能手機的電子支付及RFID 標簽的相同的技術-即使用近場通信協議從外部遠程天線無線收集能量。這避免了使用笨重的電池和剛性硬件，包括電線（或引線）。引線不僅會引起感染，它們還會被疤痕組織包裹，移除后會造成進一步的損傷。

該研究于 6 月 28 日發表在《自然生物技術》雜志。該論文通過一系列大型和小型動物模型很好地闡釋了瞬時起搏器的功效。

“放置在心臟內或心臟附近的硬件會造成感染及帶來其他并發癥的風險，”西北大學的約翰 A.羅杰斯表示，他負責該設備開發。?“我們的無線瞬時起搏器通過消除外科提取手術對經皮導線的需求，克服了傳統臨時設備的主要缺點——從而提供了降低成本和改善患者護理結果的潛力。這種創新性設備代表了臨時起搏技術的進步。”

“有時患者可能只需要在心臟直視手術、心臟病發作或藥物過量之后暫時使用起搏器，在患者的心臟穩定后，我們可以移除起搏器。目前的護理基本是插入一根電線，該電線可以保持三到七天。這存在被感染或移位的可能。”共同領導這項研究的西北醫學心臟病專家 Rishi Arora 博士說道。

“瞬時電子平臺開啟了醫學和生物醫學研究的全新篇章，”據GW 的 Igor Efimov透露，他與 Rogers 和 Arora 共同領導了這項研究，“這項技術的生物基礎是可吸收材料，它能夠創建一整套診斷和治療瞬時設備，用于監測疾病和治療的進展，提供電、藥理學、細胞治療、基因重編程等。”

Rogers：麥考密克工程學院和范伯格醫學院材料科學與工程、生物醫學工程和神經外科的 教授，也是 Querrey Simpson 生物電子學研究所的主任。??

Arora ：Feinberg 的醫學教授和心律失常研究中心的聯合主任。?

Efimov ：GW 的 Alisann 和 Terry Collins 生物醫學工程教授。

目前，為了在心臟直視手術后安裝臨時起搏器，外科醫生必須在手術期間在心肌上縫制臨時起搏器電極。?這些導線從患者胸前部引出，連接到外部起搏箱，它提供電流以控制心臟節律。

當不再需要臨時起搏器時，醫生會移除起搏器電極。雖然幾率較低，但植入的臨時起搏器存在并發癥的風險，包括感染、移位、組織撕裂或損壞、出血和血栓。

借助 Northwestern 和 GW 的瞬時起搏器，外科醫生和患者可以規避這個風險。完全可植入的設備輕而薄——250 微米厚，重量不到半克。柔軟而有彈性，它封裝了電極，柔軟底壓在心臟表面，來傳遞電脈沖。

“我們應該植入這種無引線的生物相容性起搏器，而不是使用村子被感染和脫落可能的電線，”阿羅拉說道。?“該電路直接植入心臟表面，我們可以遠程激活它。在數周內，這種新型起搏器會自行‘溶解’或降解，從而無需物理移除起搏器 電極。這對術后患者來說可能是一個重大的進步。

“通過不斷改善，未來也有可能在腿部或手臂的靜脈植入這種生物可溶性起搏器，”他補充道。?“在這種情況下，也可能為心臟病發作的患者或接受導管手術的患者提供臨時起搏，例如經導管主動脈瓣置換術。”

以患者舒適度為先決條件

Northwestern Medicine 心臟外科醫生 Duc Thinh Pham 博士沒有參與這項研究，但他卻認為瞬時起搏器無疑會讓他的病人擁有更舒適的體驗。使用傳統起搏器，患者在插入導線后的幾天內通常會感到不適。因此，為防止導線脫落，他們必須限制他們的運動和活動。

“這個瞬態時搏器非常棒，”Pham 說道，他擁有2000 多次心臟手術的經驗。?“除了解決心臟手術后患者偶爾因阻塞或心律失常需要臨時起搏的主要問題外，順勢起搏器還解決了患者舒適度、自由移動和康復能力等其他問題。如果成功，該設備將大大改善病人的術后過程。”

溶解/降解

這是來自 Rogers 實驗室的生物可吸收電子醫學的第二個案例，該實驗室早已擁有十年之久的瞬時電子學研究。2018 年，Rogers 和他的同事展示了世界上第一個生物可吸收電子設備——一種可加速神經再生的可生物降解植入物。該團隊的生物可吸收裝置是完全無害的——類似于可吸收縫線。完全降解后，這些設備會通過人體的自然生物過程完全消失。

Feinberg 的 Chester C. 和 Deborah M. Cooley 心臟病學杰出教授 Bradley Knight 博士（該研究的合著者）闡明，“毫無疑問，好的臨時心臟起搏器的需求一直存在，” ?“當我第一次了解生物可吸收神經刺激器時，我聯系了 Rogers 教授，并共同探討了使用這項技術來為心臟起搏的可能性。他已經開始與 Efimov 博士合作開發一個小型版本的生物可吸收起搏器作為證明概念。然后我們與兩個團隊合作開發了一個更大版本的生物可吸收、無引線、心臟起搏器，效果顯著。這是一個很好的例子，這說明我們可以在西北大學通過將工程和醫學專業知識結合起來創造出我們所需要的。”

根據患者的不同，可能需要幾天到幾周不等的臨時起搏器。通過改變設備中材料的成分和厚度，Rogers團隊可以精準地控制溶解/降解天數。

Rogers說：“這些設備均采用不同類型的安全性生物可吸收材料和優化的結構來制造，以確保能夠在臨床需要以外更長的時間內保持穩定。” ?“我們可以根據相關生命周期定制設備。總的來說，我們堅信有朝一日，從某種意義上說，瞬時技術可以作為一種工程醫學形式，為各種醫療狀況提供治療或治療。”

論文“無需引線或電池的完全植入式和生物可吸收心臟起搏器”得到 Leducq 基金會（RHYTHM 獎）、美國國立衛生研究院（獎號 R01-HL141470、R01-HL140061 和 R01-HL125881）、美國心臟 協會（獎號 19PRE34380781，AF SFRN）、國家科學基金會（獎號 1842165）和福特基金會。該論文的共同第一作者是 Yeon Sik Choi、Rose Yin、Anna Pfenniger 和 Jahyun Koo。