他们的心脏，装在“背包”里

第三代人工心脏的核心部件包括一个形如背包的体外控制器和一个如水管三通接头的金属血液泵，有半个拳头大小。血液泵通过一根泵缆，连接到体外的控制器。控制器内有提供动力的电池组和转速控制系统，患者需要随身携带。

《中国心血管健康与疾病报告2019》显示，据推算，我国心衰患者人数约890万，晚期心衰患者近100万。然而，中国心脏供体源的数量并不能满足中国心脏移植的要求。

四川省人民医院心脏外科中心主任黄克力遗憾地说：“我们已经遇到过两三名急需心脏移植的患者，因为等不到供体而抱憾离世。”

现实中，“以心换心”这种救治模式注定是杯水车薪。手术费用及后期维护成本高昂是一方面。供体数量和匹配度，是待移植者面临的又一道关卡。

此外，心脏是所有移植器官里保存时间最短的。摘下来的心脏允许热缺血时间仅为3至4分钟，在适宜温度下仅能保存6至8个小时，这增加了移植难度。

在此现状下，人工心脏成为终末期心衰患者的最佳选择。

研发之路充满艰辛

现代医学对人工心脏的定义是：用生物机械手段部分或完全代行心脏的泵血机能，维持全身血液循环，属心室辅助装置/系统。

2013年，美国心脏学会在心力衰竭管理指南中，将心室辅助装置列为可选择的治疗方案之一。

“从全球的情况来看，2006年6月至2018年7月，有近2.5万例患者接受心室辅助装置植入。”中国医学科学院阜外医院再生医学重点实验室副主任周建业教授说。

人工心脏主要有三个方面的临床应用：一是作为等待心脏移植的过渡，为患者争取更多时间等到合适供体;二是为急性心衰患者提供短期替代支持，待心脏功能恢复后撤除;三是为终末期心衰患者提供长期替代，支持患者携带人工心脏长期生存。

全球首颗全内置全人工心脏问世于2000年，组成部分包括电动泵系统（含2个人工心室和4个瓣膜）、控制系统、电池及经皮能量传输系统线圈。置于体内的电动泵通过经皮能量传输系统及射频交流系统，进行充电和信号传递。因为少了穿透胸壁的管线，患者感染风险大大降低。但这一设备重900g，只适用于胸腔容积较大的患者。几十年来，它迟迟未得到美国食品和药品管理局批准。

“全人工心脏的研发之路充满艰辛，需要克服重重困难。由于早期植入后存在感染、出血、血栓栓塞和生物相容性及其并发症，导致患者死亡，许多临床试用的全人工心脏项目被迫中止。”2014年，中国工程院院士、中国医学科学院阜外医院院长胡盛寿在《全人工心脏离我们有多远》一文中这样写道。

于是，一部分致力于全人工心臟研发的研究人员转攻单心室辅助装置。

黄克力称，左心室是向全身泵血的主要动力源。在许多心衰重症病例中，若能解决左心室问题，即可提供足够的心脏功能。

临床试验也发现，一些使用左心室辅助装置的患者，最终恢复到不用辅助装置也能靠原装心脏生活的程度。原因是他们不堪重负的心肌在心脏辅助装置的协助下，得到宝贵的喘息时间，最终重获力量，这亦使其免于心脏移植。“移植后，患者需要长期、大剂量使用抗排异药物。这可能造成肝肾功能损伤，也会增加恶性肿瘤风险。”黄克力说，植入心室辅助装置，患者要用的药物就简单很多，主要是抗凝药物。

第三代人工心脏装在“背包”里

据悉，第一代搏动式人工心脏也被称为容积式泵，体积大，不易植入。

第二代人工心脏体积变小了，但叶轮转速高，可能损害红细胞和凝血系统，易引起血栓。

第三代人工心脏的设备体积小，易植入，运转时几乎不产热。由于采用非接触式轴承，核心零件可以不与周围发生任何机械接触而旋转，减少了机械摩擦带来的耗损问题。又因核心零件不和血液直接接触，血栓问题亦明显改善。但它也存在一些问题，如成本较高、携带不方便、高耗能、电池续航能力有限，易受外界磁场影响等。

11月10日，四川省人民医院顺利为一名42岁的终末期心力衰竭男性患者，实施全国首例正式上市人工心脏（左心室辅助系统）植入手术。此次手术植入的是第三代人工心脏，其核心部件包括一个形如背包的体外控制器和一个如水管三通接头的金属血液泵，有半个拳头大小。

“人工心脏旨在搭建心脏辅助流道，辅助实现血液循环。血液泵由两根人工血管和患者自身心脏相连。血液从心室经血管、流入血液泵。血液泵内叶轮转动产生离心力将血液泵出，经出血管流入升主动脉，部分或完全代替心脏功能。”黄克力解释说。血液泵通过一根泵缆，连接到体外的控制器。控制器内有提供动力的电池组和转速控制系统，患者需要随身携带。

“植入的人工心脏可以持续工作，直到进行心脏移植。除不能游泳外，患者能像正常人一样生活，可以散步、正常工作及外出旅行。”黄克力说，国内第一例人工心脏临床试验的患者，已生存3年。

应成为“被植入和遗忘”的设备

从技术发展现状看，要想永久替代人类心脏，心室辅助装置还要攻克许多技术难关。包括：较低的抗凝或不抗凝，更小的功率，更安静，易于植入和监测，电池更长续航，在身体之外没有任何部件。最终，它应该成为“被植入和遗忘”的设备。

目前，将人工心脏与再生医学结合成为主流研究方向之一。

比如，从患者腿部肌肉提取细胞，培养后制成片状，再联合人工心脏一起植入患者体内。细胞将与心肌一起工作，一旦心脏功能恢复到足够强大，就能取出人工心脏，患者将依靠自己的心脏生活。先驱们的梦想，如今正在逐渐实现。

（澎湃新闻网等）