来源:颐通社
7月29日,法国固态电池企业ITEN宣布,启动SOLIMED研发项目,正式将全陶瓷固态电池技术,推向III类有源植入医疗器械市场,首站瞄准心脏辅助装置与神经刺激器。
此前,固态电池在医疗领域的落地,多停留在智能隐形眼镜、可穿戴传感器等低功耗非植入场景。
如今,向有源植入器械挺进。
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▍有源植入器械被忽视的短板,是"电源"
在心脏泵、神经刺激器、人工耳蜗等有源植入器械的临床评价体系中,电池长期扮演着一个隐性但致命的角色。
脑深部电刺激治疗帕金森病的效果已被充分证实,但脉冲发生器通常每3-5年就需要通过外科手术更换,原因是电池耗尽。
介入式心脏泵(左心室辅助装置,LVAD)为终末期心衰患者提供生命支持,但体外电池包和经皮电缆带来的感染风险和活动受限,始终是制约生活质量的主要因素。
这些器械的核心技术已经迭代了数代,但电池子系统的基本架构在过去二十年里基本没有发生过变化,都以锂离子电池为主,液态电解质,金属外壳封装。
液态电池,主要存在以下风险隐患。
热失控风险,无法从物理层面根除,一旦发生短路,液态电解质可能起火;电极材料的理论能量密度天花板,体积缩小的空间已逼近电化学极限;充电速度,受限于锂离子在液态电解质中的迁移速率。
ITEN的全陶瓷固态电池,试图从底层物理原则开始重写答案。
这家总部位于法国的公司,利用纳米材料技术构建全陶瓷堆叠电极,使用注塑成型工艺将电极层封装为电池模块,消除液态电解质和有机材料的存在。
没有液体,就没有泄漏。没有有机物,就没有可燃物。在全陶瓷架构下,泄漏与热失控风险从根本上消除。
同时,陶瓷单体的固有稳定性,降低了充放电过程中的体积膨胀,后者是传统锂电池长期循环后容量衰减的主因之一。
理论上,电池寿命能到10至20年,很多病人装一次设备,一辈子都不用再开刀换电池。
在性能参数上,ITEN设定了极其激进的目标。
能量密度达600Wh/L,容量超过2Ah,无线透皮充电可在20分钟内恢复80%电量。如果这些指标落地,它代表的不仅是量变。
2Ah的容量放在植入式器械中,意味着在LVAD这类高功耗设备中,一次充电能支撑更长时间的无束缚运行,患者不必始终守着插座生活。
20分钟充80%的透皮无线快充能力,则意味着充电不再是患者每天必须固定完成的"疗程",而是一件可以随时完成的日常动作。
有源植入式医疗器械,是任何储能技术所面临的严苛应用场景之一。这项开发计划对ITEN而言,是一个重要里程碑,也是对固态电池技术平台的强有力验证。
▍赛道分野:微型低功耗vs.大容量高功率
ITEN不是第一个做植入式固态电池的玩家,但它选择了一条难度更高、市场也更集中的路线。
目前,全球植入式固态电池赛道,基本分为两派。
一派以英国Ilika为代表,走微型化微安级路线。
其Stereax M300电池容量仅300μAh,体积只有米粒大小,主打植入式传感器、胃刺激器、迷走神经刺激器这类低功耗场景,核心竞争力是极致的小型化与超薄形态。
Ilika已于2025年完成产线认证并开始向客户交付原型,走在商业化前列。
另一派,是以法国ITEN为代表的大容量高功率路线,目标是心脏辅助装置、植入式泵等需要持续高功率输出的设备。
2Ah的容量目标,跟Ilika的微型电池差了好几个数量级,对应的是完全不同的材料体系、制造工艺与验证标准。
两条路线切中了植入医疗不同层级的痛点。从产业价值看,高功率大容量路线一旦跑通,撬动的是人工心脏、植入式循环辅助装置等百亿级的高端器械市场,对行业的颠覆性也更强。
两家公司都是欧洲公司,一家法国,一家英国。
ITEN这次的SOLIMED项目,也是在欧洲IPCEI Tech4Cure倡议下面做的,该倡议目标很明确,把欧洲固态电池技术,打进高端植入医疗器械市场。
▍挑战还很多,但方向已经明确
当然,现在说这些为时尚早。ITEN的项目刚启动,离真正的产品上市还有好几年。
植入式医疗器械的门槛极高。III类设备,要过FDA的PMA或者CE的MDR,需要大量的临床数据,验证长期安全性和有效性。
电池要在体内待好几年,材料的生物相容性、长期稳定性、封装的可靠性,经皮无线充电的效率、安全性、对组织的影响,都需要大量验证。
固态电池本身也还有很多工程问题要解决。
全陶瓷电池的制造成本高、良率低、规模化生产难,都是行业共性难题。ITEN虽然有量产线,但要做到医疗级的一致性和可靠性,还有很长的路要走。
但方向是明确的。
从锂碘电池到锂离子电池,再到今天的固态电池,植入器械的能源密度在一步步提高,安全性在一步步增强。每一次电池技术的进步,都会解锁一代新的植入器械。
起搏器用了锂碘电池,才能做到十几年不用换。神经刺激器用了更小的电池,才能做到微创植入。
如果固态电池能把能量密度再翻一倍、把安全性再提一个等级、把无线快充做成标配,那植入器械的想象空间会大很多。
ITEN不是第一个做医疗固态电池的,也不会是最后一个。
它把目标瞄准了心脏辅助设备这种极为高端苛刻的应用,本身就是一个强烈的信号,固态电池在医疗领域的渗透,已经从"锦上添花"的可穿戴,进入到了"救命级"的植入器械。
能源的天花板,一旦被掀开,空间会比想象的大得多。