本文目录
- “人工心脏”真的能完全代替人的心脏吗
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“人工心脏”真的能完全代替人的心脏吗
“2017年6月份，中央电视台的一则新闻引起了大家的强烈好奇。新闻的主角是一个25岁的美国黑人小伙儿，他每天过着与常人一样的生活，唯一特别的是，他总是背着一个灰色的背包，而且背包里还有两根管道与他的身体相连。原来这个看似正常的小伙子
可是心脏供体非常匮乏，至少要等一年以上，于是医生使用了一颗“人工心脏”替换他病变的心脏，背上的背包就是这颗“人工心脏”的电池。黑人小伙儿靠着这颗“人工心脏”生活了555天，最终等来了心脏移植，挽救了生命。
那么，到底什么是“人工心脏”?这一技术成熟吗？“人工心脏”真的能完全代替人的心脏吗？
起源
几乎所有的心脏疾病发展到最后都会表现为心力衰竭(心衰)，其发病率随着人口老龄化的发展而显著上升。据统计，目前全球心衰患者已达2250万人，每年都有超过700万的患者因此而逝世。对于这一类患者，心脏移植是公认的治疗“金标准”，大部分病人在心脏移植术后可生存5-10年乃至更长。目前每年全球大约完成4500例心脏移植，我国每年完成300余例，华中 科技 大学同济医学院附属同济医院自2012年来成功完成120例心脏移植，挽救了很多患者的生命。
然而心脏供体的严重匮乏制约了心脏移植的作用，每年都有几百万患者因等不到合适的心脏供体而死亡。那么，有没有可能人造一颗心脏出来，挽救这些患者的生命呢？
“心脏既然能长出来，就一定能被造出来”，这是人工心脏先驱威廉·约翰·科尔夫（Willem Johan Kolff）所说的名言。事实上，“人工肾”，即我们现在所熟知的透析装置就是由科尔夫研发出来的，然后心脏的结构更为复杂，人工心脏的发展历程充满坎坷。
心室辅助装置
最开始的“人工心脏”指的实际上是“心室辅助装置”（Ventricular Assist Device, VAD）。我们的心脏分为四个腔室：左心房、左心室、右心房和右心室，其中心房负责全身血液回流，而心室负责泵血。其中主要负责向全身泵血的是左心室，绝大部分心衰患者也都是左心衰竭，因此人工心脏的研制目标一开始就定位为左心室辅助装置。
提到人类 历史 上的第一例人工心脏移植手术，就不得不提心脏外科 历史 上两位大师的一段著名恩怨。麦克·埃利斯·德贝奇(Michael Ellis Debakey)是世界著名外科医生，被称为“心血管外科之父”。丹顿·阿瑟·库利(Denton Arthur Cooley)则是完成美国第一例心脏移植的外科医生。1953年库利医生来到贝勒医学院心脏外科，师从当时的外科主任德贝奇医生，两人合作十余年，创造了很多心脏大血管外科的奇迹和世界纪录。德贝奇医生一直热衷于人造心脏，1969年他们和其他合作伙伴一起完成了第一例“人工心脏”即左室辅助装置的研发。德贝奇医生将世界第一例人工心脏移植的手术安排在1969年4月4日礼拜五，但由于同一天德贝奇医生要去其它地方做学术报告，手术日期又被改到了4月7日礼拜一。然后库利医生却在德贝奇医生不在的时候把手术日期又改回了4月4日，并完成了世界第一例人工心脏移植术。库利医生因此而名垂青史，但生气的德贝奇医生却因此而和库利医生分道扬镳。
此后的四十多年里，两位大师在心脏外科的各个领域展开了激烈的竞争，各自铸就了自己的辉煌，也一起推动了心脏外科的发展。2006年，即德贝奇医生去世前两年，两位大师终于握手言和，一笑泯恩仇，成为了医学史上的一段佳话。
第一例的人工心脏VAD移植手术非常成功，该装置运转了64个小时，患者成功存活并等来了合适的供体进行了心脏移植。这一代的心室辅助装置以充盈–排空模式模拟自然心脏产生波动性血流为特点，代表性的产品有HeartMateXVE和Novacor。据统计有超过7000例心衰患者接受了上述左心辅助装置支持，延续了生命。然而这一代产品结构复杂、体积庞大，患者生存率难以令人满意。
第二代的心室辅助装置以离心泵或轴流泵驱动血流，主要代表产品有HeartMateII、Jarvik-2000等。这一代的心室辅助装置体积小、耐久性长，且显著的提高了患者的生存率和生活质量，目前在临床应用广泛，已成为心脏移植前过度支持治疗的首选。
第三代为磁悬浮心室辅助装置，体积更小，性能更稳定，代表产品有Ivcor和HVAD，目前正在进行临床试验中。
全人工心脏
虽然上述的左心室辅助装置挽救了很多心衰患者的生命，然而它仍然不是真正意义上的人工心脏，因为它只能部分代替我们心脏的功能。对一些更严重的心衰患者，迫切需要一种全心辅助装置，于是全人工心脏(Total Artificial Heart,TAH)应运而生。
第一个全人工心脏由威廉·约翰·科尔夫和他的助手威廉·德弗里(William C. DeVries)和罗伯特·考夫勒·加维克(Robert Koffler Jarvik)共同研制，命名为加维克7号（Jarvik-7）。经过反复的动物实验，1982年他们决定把该技术应用在人体上。第一例全人工心脏移植手术的病人本人也是一位医生，尽管他知道人工心脏技术仍然不成熟，他仍然选择了接受移植手术，为医学的发展做出贡献，最终他存活了112天。
随着技术的不断进步，人工心脏逐渐成熟。美国的Abiomed公司经过近30年的研发，最终推出了一款成熟的全人工心脏Abiocor，2001年获美国食品与药品管理局（FDA）批准，可永久植入人体，而不是作为心脏移植前的过度手段。该装置采用了经皮能量传输装置，可以通过皮肤传输能量，因此可以把整个装置植入人体而不需要额外的电线连接至体外。
目前应用最广泛的是辛卡迪亚（SynAcrdia）全人工心脏，这是迄今问世的十余种全人工心脏装置中最成功的一款，也是唯一一个经过美国、加拿大及欧洲认证的全人工心脏，本文开头提到的新闻里的男主角应用的就是该款产品。
未来的人工心脏体型会更小、便携，并可无线传输能量，利用互联网进行检测和控制，是终末期心衰患者过上和正常人一样的生活。
人工心脏在中国
我国人工心脏研发最早在80年代就已经开始，但是由于经济水平及 科技 实力的限制，一直没有太大进展。最近十几年来，部分医疗机构与欧洲合作，开展了一部分人工心脏移植的工作，但由于该技术并不完美，再加上我国的医疗制度的不完善及特殊的医疗环境，最终不了了之。笔者因为工作关系与德国柏林心脏中心的翁渝国教授有过交流，翁教授是欧洲开展人造心脏最多的华裔外科医生，一直关注国内人工心脏的发展，他呼吁不光要提高技术上的创新能力，更要给医生以尊严和宽松的医疗环境，如此才能进行医学上的重大 探索 。
譬如美国FDA针对这样的前沿医疗器械专门有“人道主义器械豁免（Humanitarian Device Exemption，HDE）条款，即对这种处于研发状态的器械，只要能证明对患者的使用是利大于弊，即可批准上市，避免了一般的冗长审批程序和监管，而且还可以享受减税和延长专利保护等优惠，鼓励医疗创新。如果医生没有完善的法律保护，不能获得患者和 社会 的充分理解和宽容，则医学创新无从谈起。
近几年，随着我国 科技 水平的进步及医疗环境的改善，已有多款国产人工心脏进入了动物实验阶段。
广义的人工心脏包括“心室辅助装置”和“全人工心脏”，技术上目前还不完美，但已经延续了很多终末期心脏病患者的生命，目前该技术主要作为心脏移植术前的替代辅助技术。随着生物工程技术和干细胞技术的发展，相信未来的人工心脏技术会越来越完善，最终完全替代人体心脏，给心衰患者带来重生的希望。”
