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美科学家将心律去颤器电池寿命延长至5年

时间:2018-07-05 作者:EnergyTrend 阅读:
以往 ICD 因为体积过大所以都放在腹部,电池续航顶多 12 到 18 个月,且电池与 ICD 一起成型,更换电池又是一项大手术,不管是电池电量耗尽、还是手术过程,都会危及病患生命……
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欧洲专利局(EPO)商业指标性“欧洲发明人奖”(European Inventor Awards)颁奖典礼日前举行,15 组候选团队角逐 6 项大奖,其中美国化学工程师 Esther Sans Takeuchi 团队打造续航力长达 5 年的植入式心律去颤器(ICD)电池,成功获得奖项肯定。
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Esther Sans Takeuchi

ICD 是一种置于体内并追踪记录心律装置,新一代设备大小跟火柴盒差不多,通常放在锁骨附近,再藉由导线系统连接到心脏肌肉上,当心跳混乱、过慢或过快时,会传送电讯号或电脉让心跳恢复正常。

Takeuchi 表示,团队完成一项几乎不可能达成的任务,研发出一款续航力达 5 年的电池,比以过去心律去颤器电池电量还要高 100 万倍。

以往 ICD 因为体积过大所以都放在腹部,电池续航顶多 12 到 18 个月,且电池与 ICD 一起成型,更换电池又是一项大手术,不管是电池电量耗尽、还是手术过程,都会危及病患生命,因此为打造更好的小型设备,得先设计出更小的电池。

Takeuchi 电池为未来小型且续航力持久 ICD 电池开辟道路。该电池是由锂-银钒氧化物(lithium silver vanadium oxide,Li-SVO)制成,新型的阴极材料、高电导电解质与电极设计,将 ICD 电池寿命延长到 5 年左右。其电池阳极是由锂制成,虽然锂电池如果多次放电达 2 安培,通常电池寿命都不长久,但是只要再添加银钒氧化物(SVO)就可以解决这个问题,因为银的高电导性可以提升电力输送,钒也可以延长电池寿命与承受高电压。
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电池阴极材料则使用 γ 型 SVO,该材料表面积比以往的 ε 型 SVO 更小,可提升电池放电稳定性。而且这种新型负极设计还可以减少、甚至消除锂氟化碳(CFx)电池膨胀问题,与一般锂电池负极的软碳石油碳焦(petroleum coke)材料相比,CFx 材料是由纤维状碳质材料构成,与新型负极材料相结合后更容易达成稳定电池功用。

搭载 Takeuchi 电池的新型设备于 1987 年首次植入患者体内,并由医疗设备制造商 Greatbatch 达成商业化,让病患可减少更换电池次数,并提升舒适度与安全性。目前市面上已有许多设备采用 Li -SVO 专利电池设计,且不仅是在去颤器,也会用于神经刺激等医用设备。

EPO 为表彰杰出科学家,自 2006 年起推出欧洲发明人奖,Takeuchi 则是今年欧洲发明家奖的4名女性之一,是有史以来最高女性人数。

视频地址:https://www.youtube.com/watch?time_continue=123&v=9vPsEwQzZ8g

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