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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(duì)，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(duì)和第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長(zhǎng)海醫(yī)院胸心外科張浩教授團(tuán)隊(duì)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(píng)估與心血管疾病監(jiān)測(cè)的自驅(qū)動(dòng)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(yáng)涵、第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長(zhǎng)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(jiǎn)稱心衰）是全球公共衛(wèi)生問題，全世界約有2300萬(wàn)心衰患者，且每年新增患者200萬(wàn)名。中國(guó)心衰患者約500萬(wàn)，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(wú)力、疲勞、勞動(dòng)力喪失等，導(dǎo)致患者生活質(zhì)量低下，并帶來(lái)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(píng)估心臟功能的重要參數(shù)，對(duì)心衰患者具有重要的臨床意義。心內(nèi)壓通常通過(guò)侵入性心臟導(dǎo)管插入術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)，價(jià)格昂貴且難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連續(xù)的數(shù)據(jù)采集。在實(shí)際應(yīng)用中，間歇性測(cè)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(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)心內(nèi)壓。

自驅(qū)動(dòng)心內(nèi)壓監(jiān)測(cè)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(gè)能夠通過(guò)微創(chuàng)手術(shù)進(jìn)入心腔內(nèi)監(jiān)測(cè)心內(nèi)壓的自驅(qū)動(dòng)心內(nèi)壓傳感器（SEPS）。博士研究生劉卓和歐陽(yáng)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(duì)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(guò)微創(chuàng)手術(shù)進(jìn)入大型哺乳動(dòng)物豬的心腔。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該器件對(duì)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(duì)于心房?jī)?nèi)的較低壓力與心室內(nèi)的較高壓力都有很好的測(cè)量效果。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中偶發(fā)的心律失常事件，如早搏、室顫等，也被SEPS實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到。同時(shí)，研究者通過(guò)血液相容性、長(zhǎng)效穩(wěn)定性等實(shí)驗(yàn)，證明SEPS有良好的生物安全性，具有長(zhǎng)期植入體內(nèi)工作的能力。

  該工作是首個(gè)基于摩擦納米發(fā)電機(jī)構(gòu)建植入式心內(nèi)壓監(jiān)測(cè)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(dòng)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