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  近日，北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院樊瑜波教授研究團(tuán)隊，中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所李舟研究員與王中林院士研究團(tuán)隊和第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長海醫(yī)院胸心外科張浩教授團(tuán)隊三方合作于《Advanced Functional Materials》（先進(jìn)功能材料IF：13.325 ）在線發(fā)表了題為“Transcatheter Self-poweredUltrasensitive Endocardial Pressure Sensor”的研究成果——應(yīng)用于心功能評估與心血管疾病監(jiān)測的自驅(qū)動超靈敏心內(nèi)壓傳感器。北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院博士生劉卓和石波璟、北京納米能源與系統(tǒng)研究所博士生歐陽涵、第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長海醫(yī)院馬也博士為該論文共同第一作者，樊瑜波教授、張浩教授、李舟研究員和王中林院士為通訊作者，北京航空航天大學(xué)為第一單位。

  心力衰竭（簡稱心衰）是全球公共衛(wèi)生問題，全世界約有2300萬心衰患者，且每年新增患者200萬名。中國心衰患者約500萬，五年生存率＜50％。心衰是指由于心臟的收縮功能和（或）舒張功能發(fā)生障礙，心臟泵血不足而發(fā)生的呼吸困難、無力、疲勞、勞動力喪失等，導(dǎo)致患者生活質(zhì)量低下，并帶來沉重經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。心臟泵血能力的關(guān)鍵指標(biāo)是心內(nèi)壓力，如心房和心室壓力。心內(nèi)壓是評估心臟功能的重要參數(shù)，對心衰患者具有重要的臨床意義。心內(nèi)壓通常通過侵入性心臟導(dǎo)管插入術(shù)來監(jiān)測，價格昂貴且難以實現(xiàn)實時連續(xù)的數(shù)據(jù)采集。在實際應(yīng)用中，間歇性測量也可能引起偶發(fā)性癥狀的遺漏而導(dǎo)致誤診。因此，臨床上急需開發(fā)一種微創(chuàng)的、高靈敏度、低成本傳感器來實時監(jiān)測心內(nèi)壓。

自驅(qū)動心內(nèi)壓監(jiān)測系統(tǒng)

  本研究工作基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的基本原理，研制出首個能夠通過微創(chuàng)手術(shù)進(jìn)入心腔內(nèi)監(jiān)測心內(nèi)壓的自驅(qū)動心內(nèi)壓傳感器（SEPS）。博士研究生劉卓和歐陽涵運(yùn)用高壓電暈放電極化聚合物摩擦層，使得尺寸微型化的SEPS（1 cm × 0.5 cm × 0.1 cm）的最高輸出電壓達(dá)到6.2 V，比對照組高6倍。在馬也博士與石波璟博士的協(xié)助下，SEPS結(jié)合導(dǎo)管通過微創(chuàng)手術(shù)進(jìn)入大型哺乳動物豬的心腔。實驗結(jié)果表明該器件對壓力變化有超高靈敏度(1.195 mV/mmHg)和優(yōu)異的線性度（R2=0.997），對于心房內(nèi)的較低壓力與心室內(nèi)的較高壓力都有很好的測量效果。在動物實驗中偶發(fā)的心律失常事件，如早搏、室顫等，也被SEPS實時監(jiān)測到。同時，研究者通過血液相容性、長效穩(wěn)定性等實驗，證明SEPS有良好的生物安全性，具有長期植入體內(nèi)工作的能力。

  該工作是首個基于摩擦納米發(fā)電機(jī)構(gòu)建植入式心內(nèi)壓監(jiān)測器件的研究，具有向醫(yī)療器件發(fā)展的重要潛力，為微型化植入式自驅(qū)動醫(yī)療傳感器件的研究提供了新的思路。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.201807560