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美國西北大學（Northwestern University）研究團隊開發出世界最小的心律調節器（pacemaker），相關研究發表在《自然》（Nature）期刊。這種心律調節器寬度僅1.8毫米（mm）、長度3.5毫米、厚度1毫米。採用光感應控制和生物可分解材料，解決了傳統心律調節需要二次手術移除的問題，尤其適合新生兒心臟手術後使用。

目前臨床使用的心律調節技術需要透過手術將電極縫在心臟肌肉上，並透過體外導線連接起搏器控制心律。這種方法不僅增加感染風險，移除時還可能造成心臟組織損傷。2021年，西北大學的研究團隊首次發表了可溶解的心律調節器原型，但體積仍偏大，新近發表的光感應版本則突破了這個限制，並採用原電池（galvanic cell）供電系統，實現了真正的微型化。

這款心律調節器採用光感應控制技術，配備柔軟的穿戴式裝置，利用紅外線（infrared, IR）的深層穿透特性，可以穿過皮膚、胸骨和肌肉組織傳遞控制信號。當機器檢測到心律異常，穿戴裝置自動發射特定頻率的光脈衝（light pulse），精確控制心律調節器的啟動與運作。研究團隊在供電系統設計上採用了原電池技術，利用兩種不同金屬電極與體液（biofluids）接觸形成電池，確保有足夠的電流輸出來刺激心臟。所有組件均採用生物相容材料製成，可精確控制設備在體內的存留時間。

這種微型設計使醫生能夠在心臟表面放置多個調節器，透過不同波長的光來獨立控制每個設備。多點調節系統也能確保心律同步（synchronization）的精確性，尤其適用於複雜的心律不整（arrhythmias）治療。此外，約1％的新生兒患有先天性心臟缺陷，術後通常需要七天左右的暫時性心律調節，而這款設備也能完全滿足此需求。

研究團隊已在多種動物模型和人類捐贈者心臟上驗證該技術的有效性。除心臟應用外，這項技術可應用於更廣泛的生物電子醫學領域，包括神經修復、骨骼癒合和疼痛控制。特別是在與其他植入式醫療器械的整合方面，例如經導管主動脈瓣膜置換術，都展現出重要的應用價值。

這項創新技術的研究成果也引發了全球醫療界的高度關注。研究團隊目前正在進行更多臨床前研究，深入研究器材在人體內的分解過程和代謝機制，同時也在探討不同年齡層病患的適用性。團隊更進一步評估量產可能性及未來市場推廣策略，希望能讓更多患者受惠於這項突破性技術。

新聞來源
Morris, A. (2025 April 2). World’s smallest pacemaker is activated by light. Northwestern Now. https://news.northwestern.edu/stories/2025/03/worlds-smallest-pacemaker-is-activated-by-light/.