能夠拯救數以百計的胎兒生命的技術！準備進行人體測試

這是一個“不可能的任務”：科學家們在嘗試通過一個僅3.8毫米寬的空心管放置無菌且能反復充電的電極，以此在不破壞脆弱、柔軟的人體組織的情況下植入一個心臟起搏器。

這個起搏器不僅要安裝操作簡單，還要價格低廉。

為什麼這一種起搏器的安裝如此複雜呢？南加州大學的博士生們表示，這項技術挽救的是數以百計的胎兒生命。

洛杉磯南加州大學的兩位元醫生和一位元工程教授在大約五年前開始接手這個挑戰。

這個月的早些時間，他們的研究組發表了這一胎兒心臟起搏器無線充電系統的細節，並表示他們已經準備好在人體上進行實驗。

每年約有500名胎兒被診斷有一類罕見心臟病，症狀包括胎兒心臟跳動過慢，不能為正在成長的身體輸送足夠迴圈的血液等。

心臟起搏器可以被用來控制這類不尋常的心率，但是僅僅在孕婦身上裝成人起搏器、將金屬導線接在胎兒身上是不夠的：胎兒經常性地變換位置和姿勢會讓讓導線無法固定，

最終從胎兒身上脫離。

“將心臟起搏器的體積縮小是很有必要的。”南加州大學的生物醫學工程師，這項研究的合作領導者之一Gerald Loeb教授表示，“這樣的話，這個起搏器就可以被完整地安裝在胎兒身上，不需要導線等媒介了。與此同時，起搏器的安裝過程也需要儘量小的擴張操作。”

這類心臟問題一般在胎兒 28 周時開始逐漸顯現，

並危害胎兒健康。在與洛杉磯兒童醫院的心臟病學家 Yaniv Bar-Cohen、南加州醫學院胎兒心臟外科項目負責人Ramen Chmait合作的過程中，Loeb教授和他的研究組開發並測試了一種能夠在胎兒這個時期進行植入的起搏器。

這個由七部分組成的微型起搏器是一個直徑非常細的圓柱體，因此能夠通過直徑3.8毫米的插管（一種在胎兒手術中常用的植入媒介）。Loeb表示，起搏器本身的設計“其實很復古”。

這一起搏器背後的技術原理可以追溯到 1950 年代最早的心臟起搏器，一個電晶體張弛電路和一個環氧樹脂外殼。

當今的成人心臟起搏器一般使用能長時間使用的鈦或鈦合金做外殼，但鑒於胎兒起搏器的使用週期僅以月計，鈦制外科的必要性並不大；況且Loeb表示鈦制外殼難以通過直徑細微的插管。

Loeb認為，這個微型起搏器的最新設計細節，也就是前文提到近期剛發表的無線充電系統，

是設計中最艱巨的一環。一個小型鋰電池僅能供起搏器運行一周，所以這個電池必須在不移位元的情況下滿足經常充電的要求。

最終這個無線充電系統使用感應耦合原理充電：研究組使用一個大功率磁場生成器生成一個體外的射頻磁場，使之能夠和起搏器中的線圈耦合。在每週都為起搏器充電的情況下，胎兒在母體內就能夠擁有正常的心臟功能。在他們出生之後，他們就可以被植入普通的起搏器。

目前，現有的起搏器設備已經使用羊胎，一個學習胎兒生理的常用模型，進行了多輪試驗。在2015年，美國食品藥品監督管理局（FDA）將這個微型起搏器加入HUD（HumanitarianUseDevice，人道主義使用設備），即治療美國年均發病人數少於8000人的醫療設備。

南加州大學的研究組表示他們已經準備好在下一個病例出現的時候植入他們的設備，但由於這類心臟問題的少見性，他們難以預知實驗機會何時來臨。

“我們已經在真正的起搏器上不斷測試和改進充電系統，以預備第一個病人的到來。”Loeb表示，“我們希望能夠在第一個病人現身的時刻準備好。”

在他們出生之後，他們就可以被植入普通的起搏器。

目前，現有的起搏器設備已經使用羊胎，一個學習胎兒生理的常用模型，進行了多輪試驗。在2015年，美國食品藥品監督管理局（FDA）將這個微型起搏器加入HUD（HumanitarianUseDevice，人道主義使用設備），即治療美國年均發病人數少於8000人的醫療設備。

南加州大學的研究組表示他們已經準備好在下一個病例出現的時候植入他們的設備，但由於這類心臟問題的少見性，他們難以預知實驗機會何時來臨。

“我們已經在真正的起搏器上不斷測試和改進充電系統，以預備第一個病人的到來。”Loeb表示，“我們希望能夠在第一個病人現身的時刻準備好。”