延長心律去顫器電池壽命,美科學家獲歐洲發明人獎

作者 | 發布日期 2018 年 06 月 13 日 15:35 | 分類 醫療科技 , 電池 follow us in feedly

歐洲專利局(EPO)商業指標性「歐洲發明人獎」(European Inventor Awards)頒獎典禮日前舉行,15 組候選團隊角逐 6 項大獎,其中美國化學工程師 Esther Sans Takeuchi 團隊打造續航力長達 5 年的植入式心律去顫器(ICD)電池,成功獲得獎項肯定。




ICD 是一種置於體內並追蹤記錄心律裝置,新一代設備大小跟火柴盒差不多,通常放在鎖骨附近,再藉由導線系統連接到心臟肌肉上,當心跳混亂、過慢或過快時,會傳送電訊號或電脈讓心跳恢復正常。

Takeuchi 表示,團隊完成一項幾乎不可能達成的任務,研發出一款續航力達 5 年的電池,比以過去心律去顫器電池電量還要高 100 萬倍。

以往 ICD 因為體積過大所以都放在腹部,電池續航頂多 12 到 18 個月,且電池與 ICD 一起成型,更換電池又是一項大手術,不管是電池電量耗盡、還是手術過程,都會危及病患生命,因此為打造更好的小型設備,得先設計出更小的電池。

Takeuchi 電池為未來小型且續航力持久 ICD 電池開闢道路。該電池是由鋰-銀釩氧化物(lithium silver vanadium oxide,Li-SVO)製成,新型的陰極材料、高電導電解質與電極設計,將 ICD 電池壽命延長到 5 年左右。其電池陽極是由鋰製成,雖然鋰電池如果多次放電達 2 安培,通常電池壽命都不長久,但是只要再添加銀釩氧化物(SVO)就可以解決這個問題,因為銀的高電導性可以提升電力輸送,釩也可以延長電池壽命與承受高電壓。

電池陰極材料則使用 γ 型 SVO,該材料表面積比以往的 ε 型 SVO 更小,可提升電池放電穩定性。而且這種新型負極設計還可以減少、甚至消除鋰氟化碳(CFx)電池膨脹問題,與一般鋰電池負極的軟碳石油碳焦(petroleum coke)材料相比,CFx 材料是由纖維狀碳質材料構成,與新型負極材料相結合後更容易達成穩定電池功用。

搭載 Takeuchi 電池的新型設備於 1987 年首次植入患者體內,並由醫療設備製造商 Greatbatch 達成商業化,讓病患可減少更換電池次數,並提升舒適度與安全性。目前市面上已有許多設備採用 Li -SVO 專利電池設計,且不僅是在去顫器,也會用於神經刺激等醫用設備。

EPO 為表彰傑出科學家,自 2006 年起推出歐洲發明人獎,Takeuchi 則是今年歐洲發明家獎的4名女性之一,是有史以來最高女性人數。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;首圖來源:EPO