每年有近 70 万人死于心脏病，其中三分之一的死亡是由与心脏相关的创伤性事件发生后最初几周或几个月内的并发症造成的。

为了帮助预防这些死亡，西北大学和乔治华盛顿大学的研究人员开发了一种新设备，可以在此类事件发生后的几天、几周或几个月内监测和治疗心脏病和功能障碍。而且，当不再需要该装置后，它会无害地溶解在体内，无需提取。

这种柔软、灵活的设备大约有邮票大小，使用一系列传感器和执行器来执行比起搏器等传统设备更复杂的研究。该设备不仅可以放置在心脏的各个部位，还可以持续向医生传输信息，以便他们可以远程实时监测患者的心脏。该设备还高度透明，允许医生观察特定的心脏区域以进行诊断或提供治疗。

该研究将于周三(7 月 5 日)发表在《科学进展》杂志上。

“心脏手术或导管治疗后可能会出现一些严重的并发症，包括心房颤动和心脏传导阻滞，”西北大学 实验心脏病学家、该研究的共同领导者伊戈尔·埃菲莫夫 (Igor Efimov ) 说。“目前对这些并发症的术后监测和治疗需要比现有技术更复杂的技术。我们希望我们的新设备能够缩小这一技术差距。我们的瞬态电子设备可以绘制心房多个位置的电活动图，然后从多个位置提供电刺激，以在心房颤动一开始时立即停止。”

“如果医生有更好的工具在这些事件发生后的微妙几周和几个月内监测和治疗患者，那么许多心脏手术或心脏病发作后发生的死亡是可以避免的，”GW 的 Luyao Lu 补充道，他是这项工作的共同领导者。叶菲莫夫。“我们工作中开发的工具具有巨大的潜力，可以解决许多基础和转化心脏研究项目中未满足的需求。”

埃菲莫夫是西北大学 麦考密克工程学院生物医学工程教授和西北大学芬伯格医学院 医学教授 。卢是乔治华盛顿大学生物医学工程助理教授。

这项工作建立在 Efimov 之前开发心脏植入物以监测和暂时调节心脏速度的工作基础上。2021 年，Efimov 和西北大学教授 John A. Rogers 推出了有史以来第一个瞬态起搏器，发表在《自然生物医学工程》上。然后，今年早些时候，Efimov 的团队推出了一种 用于治疗心律失常的石墨烯“纹身”，发表在《先进材料》上。

“心脏手术后，外科医生有时会插入临时电线，这些电线连接到外部电流发生器，以便在手术引起的暂时性心脏传导阻滞期间提供电刺激，”埃菲莫夫说。“最近，我们开发了一种生物可吸收起搏器来取代这种导线。术后心房颤动需要基于多电极阵列的更复杂的方法来感测和停止心房颤动。现在，我们提出了一项新技术来实现这一目标。”

这种新设备经过小动物模型测试，提供了超越传统起搏器的功能。虽然起搏器只能提供心脏的整体图像(无论心脏是否在跳动)，但瞬态装置可以提供更细致的图像。它不仅可以恢复正常的心律，还可以显示心脏的哪些区域功能良好，哪些区域功能不良。该设备的透明特性还允许研究人员通过该设备光学映射许多重要的心脏物理参数，以更好地研究心脏功能和心脏病机制。

经过临床相关一段时间后，该设备(由食品和药物管理局批准的生物相容性材料制成)会简单地溶解成良性产品。与可吸收缝线类似，该装置会通过人体的自然生物过程降解并完全消失。该装置的生物可吸收特性可以避免手术拔牙引起的并发症并降低感染风险，从而降低医疗成本并改善患者的治疗效果。

这项名为“用于心脏生理学多模态时空测绘和调节的软、生物可吸收、透明微电极阵列”的研究得到了国家科学基金会和国立卫生研究院的支持。

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