浅谈人工心脏的应用现状与关键技术

何世鹏

（湖南省长沙市第一中学 410005）

浅谈人工心脏的应用现状与关键技术

何世鹏

（湖南省长沙市第一中学 410005）

人工心脏是应用机械法将血液输送到人体全身各个器官中，人工心脏的类型多样，无论是在移植过渡还是治疗方面，人工心脏都取得了显著的进步，有效改善了患者的生活质量。本文主要针对人工心脏发展中的关键技术与应用现状进行分析。

人工心脏；应用现状；关键技术

近年来科学技术发展迅速，心脏的移植和心脏移植的过程中采用人工心脏都已取得了很大的进步。在21世纪以来，出现了不同种类的人工心脏产品，产品已进入了商业化；部分心脏泵产品有了很大的改进，很多的因心脏衰竭的病人在临床应用后，明显的症状有所改善。但也会出现一系列的并发症而且发生率很高，如：不同器官功能衰竭、术后出血、多器官感染等，严重增加了病者的死亡率。因此，上述问题都是当前人工心脏的关键技术所需要解决的问题，严重阻碍了人工心脏的向前发展。

1 人工心脏的发展历程及现状

最先出现人工心脏概念和产品的研制在国外。1812年一名法国的外科医生就指出，在人工泵的帮助下就可能维持心脏方面功能的说法。人类历史上首次将研制的心脏泵安装在了狗身上，并且取得了成功，这是一个空气驱动的人工心脏。以气体驱动的容积式泵是第一代心脏泵主要形式，代表性的是本东洋纺研制的心脏泵，所属脉动式。柔韧性材料围成的腔囊是容积式心脏泵的核心部分。在人的心脏方面人体的自然生理特征是人工心脏按照固定的频率泵送血液，并且对血液基本不会产生破坏。但也有不足之处，其体积大，部分地方容易出现疲劳机能，因此效率不高，使用的时间不长等。

人工心脏还有另一种形式那就是连续流式心脏泵，可分为叶片式泵、滚子式泵等形式。从设计原理上来说，叶片式泵还可以分轴流式泵、斜流式泵等。无论是什么形式，连续流式心脏泵都不需要控制血流方向的单向阀门，因为其都是采用高速旋转的叶轮驱动血液单向流动。体积大、结构复杂、工作寿命短、能耗高等缺点一一都被连续流式泵克服了。容积泵，这种人工心脏更适用于永久性在人体的安装使用。续流式心脏泵的人工心脏不断的更新，到目前已经过了好几次的产品更新。

由于人工心脏是一种全新领域的新生产物，其在临床上还不能完全的控制其效果和术后反应。所以在人工心脏的各个具体上的问题，更要多方面，高强度的进行研究，这是一项对当前来说非常迫切的工作。

2 当前人工心脏研究中面临的关键技术问题

2.1 生理相容性

在人体植入的人工心脏对血液中的红细胞和凝血系统的损害程度就是生理相容性，就是说人工以及的抗血栓性和抗血溶性。人工心脏泵血液流动时，就会不同程度的破坏红细胞，还会发生血红蛋白的溶血性；心脏泵的血液管道里出现流动停止那么就会造成血小板凝聚而形成血栓。

2.2 流量的精确控制

在实际的临床应用中，也需要大量研究的主要方面是人工心脏的流量精确控制。在人类长时间使用连续流式人工心脏将对病者造成负面效果，严重影响病者的术后健康情况。所以必需要全方面的明白人体的需求，确认人体的基本生理方面的需求，针对不同人工心脏的植入情况对以及泵血液的流量进行精确控制。

2.3 稳定性及耐久性

密封性能和电机寿命是对人工心脏泵的使用寿命主要影响。密封性能是最主要的。其是两个方面构成即：电机密封和轴承密封。人工心脏的有效散热、能源供应等问题和人工心脏的运行稳定性有直接联系。心脏泵产热有两方面组成：液运动的摩擦热和电机发热。

3 改善人工心脏性能的几个重点研究方向

流体动力学设计是说在不出现或是减少不规则的血流模式，减少人工心脏的溶血性和血栓性。心脏内部的心脏泵长期置于在心室，对材料及其各方面要求非常高。在外部电源方面，为了不使病人受到外部电源的束缚，提高病人的社会参与性，不断的改善在生活方面的质量，要不断的研究在皮肤传送电源上进行研究。目前临床中常用的人工心脏有气动式CardioWest TAH与电动式AbioCor TAH。前者采用气体驱动法，由刚性泵外罩组成，其中有两个球性聚氨甲酸乙醋室腔，操纵控制系统监测泵的运行状况与压力变化，最大的不足就是不方便携带，且需要进行抗凝。对于双心室衰竭患者，可以采用这一装置作为心脏移植过渡桥梁，但是需要满足基本标准。AbioCor TAH是一种独立式可植入永久性人工心脏，由体外与体内两个部分构成，体内为胸部装置，内置有马达，不需要经皮穿出驱动线管，有效降低了感染的发生率。它不依赖体外的机器工作，且与人类心脏一样，它在人体活动量增加时血流加快，在休息时血流减少。这一成功的手术受到了医学界的高度评价，标志着人工心脏的研究向前迈进了一大步。

4 结束语

在长期国内外的大量研究和临床应用实践中得到结论，心脏病人出现严重心衰时进行人工心脏泵手术后心肌功能可以恢复。心衰病人如果在经过长期人工心脏泵支持后可以恢复心肌功能，那么等待心脏移植的病人就会大幅度减少。这几年来，人工心脏方面的医疗技术的快速提升，在临床中挽救了很多严重的心力衰竭病人的生命。这也为心脏病人带来了光明。这也就是说人们已经全面的认可心脏泵会治疗心衰病人，心脏移植将会被人工心脏所代替。以后通过心脏方面的专家要不断的努力下，为人们研制出小型化、高功能、并发症不易发生的人工心脏，竭尽全力为病人提供高品质生活。

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1004-7344（2016）35-0334-01

2016-11-24