可穿戴静止心脏：破碎之心的福音

失恋时，人们会说：“心碎了，再无药可救”。但对于那些真的患有心脏病的人们来说，生机却正在降临。一系列前沿技术的革新将在不久的未来造福成千上万的心脏病患者。

健康人的心脏共有左右心房、心室四个腔。这四个心腔共同作用，才能将血液输往全身。而多数心脏病患者正是由于单边或双边心腔无法正常运作，从而导致心脏衰竭，被多次送往医院。通常来说，心腔功能受损与心肌或心瓣损伤、冠心病、遗传性心脏病、病毒性感染等病症有关。

“可穿戴”心脏

在美国，每年仅有2000至2500颗捐赠心脏可用，这意味着多数重度心脏病患者必须等上几个月甚至几年的时间才有机会进行心脏移植，而这还必须建立在患者能够熬过漫长等待期的基础上。在此情势下，心科迪雅人工心脏（SynCardia Total Artificial Heart）可以说为陷入此困境的患者带来了新的希望。心科迪雅人工心脏继承了著名的贾维克人工心脏技术（二十世纪八十年代研发而成），自投入使用以来创造了1350个以上移植成功案例，成为目前为止使用最为广泛的人工心脏。它为两心室心脏衰竭晚期患者架起了通往新生的重要桥梁，使其有机会等到捐赠心脏的到来。

然而，美中不足的是，直至目前，心科迪雅人工心脏佩戴者的活动范围仍仅局限于医院之内。心科迪雅人工心脏的发动器与电子设备安置在病人体外一个硕大笨重的传动装置内。该传动装置与人工心脏由两根导管相连，并通过向人工心室内的“气球”充气来实现心跳。尽管该装置将人工心脏的事故率降低至1%以下，却依然无法抵消病人由于久困医院而下降了的生命质量带来的负面影响。

鉴于此，在四年的试验后，美国食品及药物管理局（FDA）于2014年7月批准了“自由之心”便携式传动器（Freedom portable driver）的投入使用。自此，袖珍的“自由之心”（仅重13.5磅）替代了洗碗机大小的医院传动装置。因其迷你的体型，“自由之心”可以被装在背包里或安在滚轮助行器上。此外，“自由之心”使用锂电池，使用普通的壁式插座或车载电源便能轻松充电。“自由之心”携带与使用的便捷使得患者能够在等待移植心脏的时间里享有医院之外的正常生活。

而“自由之心”究竟能在多大程度上幫到人工心脏的使用者呢？通过兰迪·谢泼德（Randy Shepherd）的例子，我们便能窥见一二。由于急性风湿，谢泼德的心脏受损，两侧的心室都无法抽取足够维持其生命的血液。2013年6月，谢泼德安装了心科迪雅人工心脏，不到一年，他就戴着他的“自由之心”完成了在凤凰城（Phoenix， Arizona，亚利桑那州州府）近郊举行的帕特之跑（Pats Run）比赛4.2英里的步行赛程。

机械与奶牛的奇妙组合

对于多数患者而言，心科迪雅人工心脏仅仅是他们通往捐赠心脏的跳板。然而，对于研发者来说，更为重大的挑战是设计出可供永久使用的人工心脏。

法国的研究者正试图综合使用人造材料与生物成分进行永久人工心脏的开发。法国研发的CARMAT人工心脏由两个心腔构成，中间由一层膜片隔开。心脏的一侧为抽血系统，主要控制心脏发动与血流。此系统通过移动膜片将外侧的血液挤压入循环系统。而传感器和微电子控制仪则负责控制监测器的压力，并适时调整血液流速以更好地适应患者的活动，如将心率调整至运动状态。

膜片紧邻抽血系统的一侧表面由聚氨酯合成，而其与人体血液接触的另一面材料则来自于奶牛心脏的组织。该款人造心脏的心瓣材料同样来自奶牛组织。设计者希望这些经过化学消毒的生物材料能有助于解决过去困扰人工心脏的种种问题。例如，人体对合成材料的排斥反应会摧毁红血球或导致血凝。

心跳静止，却依然生命不息

除需应对人体排斥带来的风险外，人工心脏的设计者还要面对自然人体机制不可思议的持久耐力。一个健康的人体心脏一年需抽血3500万次，这一令人难以置信的数据是研究者们用任何仪器都难以赶上的。

面对这一难题，德州心脏研究所（ the Texas Heart Institute）的研究人员想出了一个一劳永逸的解决之道：设计出一种完全无需心跳的人工心脏，而取代心跳功能的将是一股永动的血液流。为了实现这一想法，研究者们研发出了一种全新装置，该装置只含有一种活动部件：双叶转子。转子将在一个小小的钛心腔内旋转。转子的两个叶片中，较小的叶片负责使血液从右心腔流至肺部，而较大的叶片则负责将血液由左心腔输送至循环系统，再流经全身。整个转子将在磁场的控制下处于悬浮状态，由于消除了部件间的摩擦，这一设计将进一步降低整个设备的损耗。此外，磁悬浮技术还会用于调控叶片转速，使其能更好地配合使用者的活动。