作者 史湘綺 李傳福

隨著科技的飛速發展，醫學領域也迎來了革命性的進展。中國科學院北京納米能源與系統研究所的李舟研究員、北京航空航天大學醫學科學與工程學院的劉卓副教授，以及阜外醫院心律失常中心的華偉主任團隊，在《先進材料》雜志上發表了一項突破性研究成果——零偏置膠囊傳感器，為慢性心力衰竭的監測和管理帶來了新的希望。

零偏置心臟監測膠囊傳感器概述圖 圖源：《先進材料》

心力衰竭是一個全球性的挑戰，影響著全球約4500萬人。它不僅給患者帶來巨大的身體和心理壓力，還對醫療系統和經濟造成了沉重的負擔。目前，超聲和多導聯心電監護設備雖然能夠提供重要的心臟功能參數，但它們無法實現持續監測，患者需要定期去醫院進行檢查，這無疑增加了醫療資源的消耗和患者的不便。

為了解決這一問題，中國科學家開發了一種基于摩擦電效應的零偏置心臟監測膠囊傳感器。這種膠囊傳感器能夠感知心室的舒張和收縮過程，通過心臟活動帶動器件內部結構發生相對摩擦產生電信號，直接且原位地反映心臟機械活動的變化，實現對心臟收縮力的連續監測與評估。

零偏置膠囊傳感器的核心材料采用了納米自吸附方法增強電荷密度，顯著提升了摩擦電效應器件的力電轉換性能。這種材料的應用，為實現器件小型化協同高性能電學輸出提供了保障。

研究人員通過體外生物相容性實驗驗證了傳感器符合體內植入要求，并在豬模型的右心室成功植入了零偏置膠囊傳感器。實驗結果表明，零偏置膠囊傳感器能夠成功捕捉到心臟收縮力的增強和減弱過程，即使是微小的位移也能產生足夠的電信號，滿足體內監測的實際需求。

零偏置膠囊傳感器的問世，不僅能夠監測心臟收縮力的變化，還能夠檢測到由心律失常引起的局部心臟收縮力異常變化，如室性早搏和室性心動過速。這些信號可以無線傳輸至移動終端，實現對心臟狀態的實時監測和分析，為臨床醫生提供了一個強有力的工具，以更早地診斷和干預心衰患者的病情。

隨著科技的不斷進步，我們可以期待，零偏置膠囊傳感器這樣的創新技術將為心臟病患者帶來更多的希望和更高質量的生活。讓我們共同期待，未來的醫學領域能夠有更多的突破，為人類的健康保駕護航。

來源: 李傳福