心脏起搏器是重要的植入式医疗设备，为数百万患者维持正常心律、恢复生理功能提供关键支持。但这类设备长期面临一个现实难题：内置电池容量有限，电量耗尽后往往需要再次手术更换。二次手术不仅增加创伤和风险，也给家庭带来额外的经济与照护压力。如何突破电池寿命限制，让起搏器尽可能实现“一次植入、长期使用”，一直是医学与工程领域持续攻关的方向。 中国科学院大学副教授欧阳涵与清华大学副教授李舟团队从自然界互利共生现象中获得启发。他们注意到，植物与根菌、蜜蜂与花朵等伙伴关系中存相互依赖、共同获益的机制，由此提出一个新问题：植入式医疗设备是否一定只能单向消耗人体能量，能否与人体形成更“互利”的运行关系？基于该思路，团队于2019年提出“共生型生物电子”概念，并在随后几年中持续拓展研究，将其探索应用于骨修复、神经调控等领域。 最新研制的共生型自供电无导线心脏起搏器体积如胶囊大小，核心在于内置高效能量回收模块。该模块基于电磁感应原理，可实时捕捉心脏跳动产生的微小动能，并直接转化为电能。测试数据显示，其平均发电功率最高可达120微瓦，可满足设备持续稳定运行所需能量，并支持对心律的精准调节。团队同时设计了磁悬浮能量缓存结构，以降低能量损耗和内部摩擦，继续提升能量转换效率与运行可靠性。 在微创植入上，该起搏器采用微型化设计并具备良好生物相容性，可通过微创导管经股静脉植入心脏内部，明显降低手术创伤，更利于术后恢复。与传统起搏器植入方式相比，这一方案有望减少患者不适并降低并发症风险。 这项技术已在国家心血管病中心动物实验中心完成验证。研究团队在心律失常猪模型中开展为期一个月的连续运行测试，起搏器完全依靠心脏跳动实现自主供能，并在全程稳定执行起搏功能，有效调控实验动物心律，验证了技术的可行性与安全性。 这一进展具有重要临床意义。若进入临床应用，起搏器使用寿命有望显著延长，减少因电池耗尽而进行二次手术的可能，从而降低涉及的风险与负担。更重要的是，这一思路为植入式电子医疗设备的供能与长期维护提供了新的方向，推动医疗科技向“长期免维护”与“人机协同”的目标迈进。
这项源于中国科学家原创思路的突破，为植入式医疗设备提供了新的技术路径，也让“人机共生”的理念从设想走向可验证的工程实践。当医疗科技从“替代功能”走向“协同运行”——改变的不仅是设备形态——更是患者长期治疗体验与安全性的提升。随着技术更走向临床，一个更接近“免维护医疗”的未来正在加速到来；这既是我国高端医疗装备自主创新的重要进展，也为全球患者缓解“电池焦虑”带来新的希望。