[科普中国]-人工心脏

人工心脏简介

心脏病是人类死亡的第二大杀手。在人体心脏因病损而部分或完全丧失功能而不能维持全身正常循环时，可移植一种用人工材料制造的机械装置以暂时或永久地部分或完全代替心脏功能、推动血液循环，这种装置即人工心脏。

人工心脏分为辅助人工心脏和完全人工心脏。辅助人工心脏有左心室辅助、右心室辅助和双心室辅助，以辅助时间的长短又分为一时性辅助 （二周以内）及永久性辅助（二年）两种。完全人工心脏包括一时性完全人工心脏、以辅助等待心脏移植及永久性完全人工心脏。

要想制成像自然心脏那样精确的组织结构、完全模拟其功能的人工心脏是极不容易的，需要医学、生物物理学、工程学、电子学等多学科的综合应用及相当长时期的研究。

世界上虽已进行了几例完全人工心脏临床应用， 但目前人工心脏仍处于动物试验为主的研究阶段。但已有的临床应用表明， 完全人工心脏能代替自然心脏功能， 用其较长维持循环是可行的， 其前景是乐观的。

人工心脏的结构人工心脏基本上是由血泵、驱动装置、监控系统、能源四个部分构成。

人工心脏血泵：血泵有多种形式，但从原理结构上大体可分膜式血泵、囊型血泵、管型血泵、螺形血泵等五种。目前制成血泵常用以下几种材料：硅橡胶、甲基硅橡胶、嵌段硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯、复合材料等。

人工心脏瓣膜：它是控制人工心脏血流的单向阀，人工心脏功能的好坏与瓣膜构造有密切关系。早期阶段用球瓣，现在常用的为碟瓣以及生物瓣。

人工心脏驱动系统：它是供给人工心脏血泵工作的动能。形式多样，大致可分为，机械、电动、磁力、气压、液压五种形式。

人工心脏监控系统：监控人工心脏工作状态，使之适应实验动物循环生理的需要，是保障人工心脏置入实验动物长期存活的重要条件。监控系统基本上从血泵机能，驱动装置各项指标及血液循环生理参数变化三个方面进行监控。

能源：人工心脏依靠外加能源工作以推动血液循环。既能满足功率要求，并使之微型化做到全置入体内，长期达数年使用的能源，目前尚未完全解决。

世界上第一例人工心脏植入罗伯特·图尔斯，全球第一位全内置式人工心脏移植患者，在移植手术后近5个月于11月30日（美国当地时间）在美国肯塔基州路易斯维尔大学附属的犹太医院去世，享年59岁。

在心脏移植手术之前，图尔斯先生已是心脏病晚期，几乎卧床不起。病后的他与病前相比整整瘦掉了50磅，骨瘦如柴，甚至连抬头的气力也没有。严重的心脏病留下的广泛性疤痕组织使得他的两个心室几近瘫痪，肺部也充满了积水。根据医学上的一个统计公式，像图尔斯这种状况，死于30天之内的概率为80%。

图尔斯8年前做过冠状动脉搭桥手术，还患有严重的肾衰竭、糖尿病以及其他病症，今年7月2日，位于肯塔基州的犹太医院在图尔斯被另一家医疗中心拒绝的情况下对患者实施了心脏移植手术。手术历时七个多小时，进行得很成功，图尔斯由此成为移植“阿比奥科”全内置式人工心脏并存活的世界第一人。3日，患者苏醒过来，反应良好，开始“舒服地休息”。医生们在安装人造心脏后，本来只敢期望延长患者生命30天，没想到图尔斯术后康复状况远远超过他们的预期。他不仅增加了体重，而且肌肉也比术前更结实了。

人工心脏的研究从一开始便面临着许多挑战，尽管目前还不能完全模拟自然心脏的作用和功能，但不同领域的研究人员都在从各自的领域推动着人工心脏的发展。随着人工心脏的机械性能、血流动力学性能、能源、抗血栓性以及测控方法等问题的改进与完善，人工心脏的仿生技术也将进一步得到发展。

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顾汉卿 - 教授 - 天津医科大学天津市泌尿外科研究所万荣欣 - 助理研究员 - 天津医科大学天津市泌尿外科研究所