植入國產(chǎn)磁懸浮人工心臟，現(xiàn)在兩天騎行15公里

       一個沒了心臟的人，每兩天騎行15公里，你敢信？

       王十七，脫口秀演員，因患擴張型心肌病，一直在等待心臟移植。

       2019年，未能等到心臟移植的王十七突發(fā)心臟嚴重衰竭，這時，他只剩下一個選擇——使用人工心臟，這也成了他活下去唯一的希望。

       就這樣，中國自主研發(fā)的磁懸浮人工心臟成為了王十七身體的一部分，王十七在脫口秀上講訴了這段坎坷的經(jīng)歷，引爆全場。

       移植之后，王十七現(xiàn)在每天可以快走5公里，每兩天騎行15公里。

       不得不說，這簡直是一個奇跡。

       人工心臟：醫(yī)療器械皇冠上的寶石

       心力衰竭是最常見的心臟病之一，因此也被稱為心臟病里的癌癥，每年數(shù)十萬人死于該疾病。

       心力衰竭簡單來說，就是指心臟的泵血能力無法滿足身體需求，導致血流減慢，從而引發(fā)的一系列身體問題，其中大部分患者主要是左心室功能的衰竭。

       所以說，要解決這個問題，就是需要恢復左心室的泵血功能。

       但是現(xiàn)有的科學技術(shù)，很難從根源上解決這個問題，因此只能通過額外加一個機械泵，將血液輸送到人體的循環(huán)系統(tǒng)中來輔助或代替自然心臟的泵血功能。

       這個就是王十七的【人工心臟】，所以準確來說，這并不是可以把自然的心臟換掉的完整的機械心臟，而是一個【心室輔助裝置】。

       心室輔助裝置就是通過一根管子，一頭連接心臟，一頭連接主動脈，然后中間有個機械泵，當患者自己的心臟泵血能力不夠時，機械泵就發(fā)揮作用，增加泵血能力。
       典型的人工心臟系統(tǒng)由血泵、驅(qū)動裝置、監(jiān)控系統(tǒng)、能源四個部分構(gòu)成，其中血泵是整個系統(tǒng)的最關(guān)鍵部件，也是技術(shù)難度最大的部分。

       做好一個血泵有多難？

       首先，因為血泵要直接跟人體血液接觸，而我們的血液又有著非常嚴重的排斥反應。

       這就給人工心臟的材料， 工藝等提出了巨大的挑戰(zhàn)，比如血泵的材料，肯定不能有任何的微小的脫落，否則外來物進入血液就容易導致排至反應或者血栓。

       其次，人工心臟的氣密性要非常好，相當于一滴水大小的空氣要想進入血泵，需要花上百年的時間。

       另外，這個東西還不能做的很大，不然在人體內(nèi)無法安裝，所以血泵要在保證一定泵壓的情況下，還要盡可能減小齒輪和電磁鐵等部件的體積。

       現(xiàn)在血泵的直徑要縮小到50毫米大小，跟乒乓球差不多。

       正因為如此，這樣的人工心臟才被稱為是醫(yī)療器械皇冠上的寶石。

       人工心臟一開始是一種大體積搏動式容積流體動力裝置，這種裝置體積大不說，加對血液的有形成份破壞嚴重，溶血和血栓發(fā)生率高，后來被旋轉(zhuǎn)式血泵取代。

       旋轉(zhuǎn)式血泵以轉(zhuǎn)子的支承方式為標志，經(jīng)歷了從機械接觸式軸承、液體動壓軸承，到全磁懸浮軸承的發(fā)展歷程。

       全磁懸浮式血泵則是在轉(zhuǎn)子和泵殼內(nèi)布置一系列磁鐵和通電線圈，通過它們之間的磁力作用，使得轉(zhuǎn)子可以在不同的狀態(tài)下都能穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。

       在移植進王十七身體之前，研發(fā)人員曾當著王十七的面，將這顆心臟以各種方式摔到桌子上，無論怎么摔，這顆心臟一直能保持在一個角度去進行旋轉(zhuǎn)。

       我國科研人員經(jīng)過10多年的努力，千百次的反復實驗和調(diào)試才研制出了中國自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代磁懸浮人工心臟，被醫(yī)學界親切地尊稱為中國心。

       此前不久，深圳核心醫(yī)療的超小型磁懸浮離心式人工心臟也已完成首例植入，據(jù)介紹核心醫(yī)療的產(chǎn)品為目前全球尺寸最小、重量最輕的磁懸浮離心式人工心臟。

       未來方向

       盡管人工心臟已經(jīng)拯救了不少人的生命，但是未來還有很多難題需要解決。

       首先是無線充電。

       無論第幾代人工心臟，都必須依靠外源性電源供給能量，由一根泵纜穿越體內(nèi)“隧道”對其進行供電。

       王十七也曾調(diào)侃，他的人工心臟有一條電線掛在左側(cè)，他母親平時還特意站在他左邊保護他。目前，國內(nèi)外已經(jīng)開始設(shè)計研發(fā)人工心臟無線充電的方式，我國的第四代就擁有了無線充電的功能。

       其次是脈動性血流。

       脈動血流可以輔助室間隔擺動，降低右心衰的發(fā)生率，并降低血栓形成和關(guān)閉不全的發(fā)生率。

       同時還能增加血管彈性，提高組織灌注，減少患者消化器官出血，使得LVAD術(shù)后的患者獲益更大。在研的產(chǎn)品中，也更多以脈動血流為主要設(shè)計方向。

       最后就是真正的全人工心臟(TAH)。

       這可能比較符合大眾對于真正人工心臟的認知，就是一個完整的心臟，可以取代自然心臟。

       全人工心臟需要由生物材料研發(fā)而成，不需要移植者服用免疫抑制藥物。其內(nèi)部有一個復雜的傳感器和微處理器系統(tǒng)，它可以監(jiān)測病人身體內(nèi)部的變化，并根據(jù)病人身體機能需要，改變血液流動，能夠根據(jù)病人的活動來加速或者減緩血液流動，在機理上是與人類心臟最相近的人工心臟。

       2017年7月10日，Nicholas Cohrs和他的同事在《人工器官雜志》上提出了一個關(guān)于人工心臟的新概念，心臟是在蘇黎世聯(lián)邦理工學院的功能材料實驗室由硅樹脂在3D 打印技術(shù)的幫助下制成。

       根據(jù)2018年初的報告，最近使用各種聚合物而不是硅膠的人工心臟工作壽命仍然有限，只能提供100萬次心跳的有用壽命，在人體內(nèi)大約10天。

       當時，Nicholas Cohrs和他的團隊正在試驗3D打印技術(shù)，努力開發(fā)一種可以使用長達15年的模型。

       Nicholas Cohrs表示，“我們無法真正預測什么時候我們能夠擁有一個滿足所有要求并準備好植入的最終工作心臟。這通常需要數(shù)年時間。”