美國時間2日，西北大學(Northwestern University) 軟性電子(Flexible Electronics)之父John Rogers開發出一種微型心律調節器(Pacemaker)，比一粒米還小、可在體內自行分解，能透過注射器以非侵入方式注入體內，作為暫時性心律調節器，有望應用在患有先天性心臟缺陷的新生兒身上。該研究發表於《Nature》。
 
這款微型心律調節器屬於暫時性心律調節器，其非常小巧，寬度只有1.8 mm、長度僅3.5 mm、厚度為1 mm，並可與無線的穿戴裝置配對，當穿戴裝置偵測到心律不整時，會發出光脈衝穿透患者皮膚、胸骨與肌肉來啟動心律調節器，當患者不需要時也不用手術取出，其具生物相容性，會在體內自行分解。
 
目前，該微型心律調節器已在一系列大、小型動物模型、已故器官捐贈者的人類心臟中驗證其有效性。 

紅外光控制、無線、體內自我分解 先天心臟缺陷新生兒專用

 
該設備是由John Rogers與西北大學心臟病專家Igor Efimov，先前合作的基礎上共同開發。
 
原先，他們開發的小型心律調節器比傳統心律調節器小四分之一、可在體內溶解，並且是無線，是透過NFC(Near Field Communication, 近距離無線通訊)來進行供電與操控，在臨床前動物試驗中效果良好，但心臟外科醫師希望能將裝置做得更小，提供給嬰兒使用。
 
不過，Rogers指出，NFC天線的尺寸限制了將裝置微型化的設計，因此開發了透過光脈衝來啟動心律調節器，同時，也重新設計電池，從NFC供電換成賈法尼電池(Galvanic Cell)，透過心律調節器中兩種不同金屬作為電極，周圍生物體液作為導電電解質，相接觸時，電極會產生化學反應轉換成電能。
 
而啟動微型心律調節器的光脈衝，研究團隊使用的是一種紅外線波長的光，可以安全地深入體內，若患者心率低於閾值，穿戴式裝置會自動啟動發光二極體，讓燈光以正常心率的頻率閃爍，來控制體內的微型心律調節器。
 
Efimov表示，大約有1%的兒童出生時患有先天性心臟缺陷，這些孩子在手術後只需要暫時性的心律調節，在約七天後，大多數患者的心臟會自我修復，而越小型的暫時性心律調節器在這七天間至關重要。
 
他解釋，目前的心律調節器需要外科醫師將電極縫合到心肌上，電線連到外部心律調節器，當不需要暫時心律調節器時，去除電線時可能會損傷心肌組織，因此此次開發的微型心律調節器，不僅輕薄、無線，更可無害地溶解在體內。
 
Efimov表示，我們可以在心臟外部設置多個這樣的微型心律調節器，用不同顏色的光來獨立控制特定心律調節器，就控制心臟不同區域跳動，有望應用於改善心律不整。
 
參考資料：https://news.northwestern.edu/stories/2025/03/worlds-smallest-pacemaker-is-activated-by-light/

(編譯/李林璦)