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心脏起搏器是如何发明的

发布时间:2022-01-07 11:19来源:奇趣网编辑:QiQu阅读: 当前位置:奇趣网 > 科学探索 > 手机阅读

起搏器是生理学术语,指在心脏中起重要作用的窦房结部分。窦房结用来产生轻微的电脉冲,来促使心脏跳动,如果发生心传导阻滞疾病,窦房结的功能失效,就会导致心脏失去泵血功能,如果心脏停滞跳动15秒,人会昏厥;3分钟后,大脑会受到损伤;5分钟后,人会死亡。心脏起搏器就是一种模仿窦房结的工作原理,用来克服心传导阻滞疾病,冲击心脏并使之跳动的人工装置。心脏起搏器是如何发明的呢?

心脏起搏器是如何发明的

体外心脏起搏器

20世纪50年代初,格雷特巴奇就预言可以研制一种人工起搏器来控制心传导阻滞疾病,受当时技术条件的限制,这种想法无法实现。

50年代末,波士顿的佐尔发明了第一个人工起搏器,即体外起搏器。它需要外置电源,通过电线穿过皮肤来冲击心脏跳动。尽管给患者带来了福音,但是由于体外起搏器体积较大携带不方便、易导致伤口感染等缺陷,并没有广泛展开,现多用于临时起搏。

佐尔发明的体外起搏器向格雷特巴奇传递了一个积极信息:“如果能够将起搏器植入心传导阻滞疾病患者体内,随时发射电脉冲传给心脏,不就可以使停止的心脏重新跳动起来吗?”。

植入式心脏起搏器

佐尔的成功示范,加上植入式人工心脏起搏器所需的晶体管、蓄电池等部件都已成熟,使格雷特巴奇信心满满。他将自己研制植入式心脏起搏器的想法告诉纽约州特维兰医院的查达克医生时,查达克医生给予他极大的鼓励和肯定:“如果你能够制成植入式起搏器,每年可以拯救上万人的性命。”

查达克医生的鼓励更加坚定了他发明植入式起搏器的信念。为了研制植入式人工心脏起搏器,格雷特巴奇辞去了原有的工作,在住处后面的仓库里开始了他的研制工作,在研制的过程中,他首先解决了包装和电源两个关键性的问题。

他先后对绝缘胶布、环氧树酯和金属进行测试,最后发现实验效果最好的是金属盒子,因为这种金属盒子的成分与人体绝对相容。经过一段时间的研究,在1958年格雷特巴奇成功发明了植入式起搏器。它体积轻小,由一组导线组成,可以置于心脏表面或紧贴心脏内侧。

起初十年间,起搏器使用的电源是普通蓄电池,由于汞电池无法在人体内温暖的环境和100%的湿度下工作,致使起搏器的使用寿命平均为两年。随后,格雷特巴奇研制和尝试了不同类型的电池,诸如可再充电电池、生物电池、锂电池、核电池等,最终他认为最理想的是核电池,其次是锂电池,但是由于法律和道义的问题,使得他不得不放弃核电池,而选择锂电池。1970年,他研制出使用锂电池的起搏器。

1983年,美国国家职业工程师协会将植入式心脏起搏器列为近五十年对社会有重大贡献的十项重大发明之一。1986年,格雷特巴奇被列入美国著名发明家纪念堂里,以表彰他在医学领域的重大贡献。

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