SynCardia系統(tǒng)公司研制的“全人造心臟”（TAH）植入效果圖。

　　Carmat人造心臟植入效果圖。

　　BiVACOR公司的人造心臟原型。

　　人類心臟是工程學(xué)上的奇跡。在普通成年人的胸腔內(nèi)，心臟每天會跳動約10萬次。人體的血液能上至大腦，下至手指和腳趾，“幕后功臣”正是水泵一樣作用的心臟及富有彈性的動脈血管。心臟有四個腔，每側(cè)各一個心房和一個心室，用來泵血液遍及全身。

　　自然界如此巧奪天工的設(shè)計讓工程師們羨慕不已。自上世紀(jì)50年代開始，無數(shù)科學(xué)家一直在嘗試研發(fā)人造心臟，但結(jié)果總是差強(qiáng)人意。據(jù)美國《IEEE光譜》雜志近日報道，全球四家公司宣稱，他們已經(jīng)找到了合適的技術(shù)。2017年，臨床試驗和動物測試可能會最終證明，永久性人造心臟有望入駐患者胸腔終身服役。

　　模擬自然心臟

　　目前，僅美國就有約570萬人被診斷為心力衰竭，不少患者只能排隊等待心臟移植，但捐贈者寥寥。據(jù)悉，美國每年僅有2000到2500名心臟捐贈者，成千上萬的重病患者要實施心臟移植手術(shù)，需等上數(shù)月甚至數(shù)年，很多人在等待中死亡。

　　總部位于美國亞利桑那州的SynCardia系統(tǒng)公司研制的“全人造心臟（TAH）”已通過美國監(jiān)管機(jī)構(gòu)的審核。盡管SynCardia TAH功能很好，但目前只能做“心臟移植前的過渡治療”，每3個月需要更換空氣壓縮機(jī)。

　　現(xiàn)在，該公司正招募病人，針對該設(shè)備作為永久心臟替代品展開臨床試驗。該公司首席執(zhí)行官邁克爾·蓋瑞普表示，試驗僅招募28名病人，因為已有超過1600例植入手術(shù)證明該人造心臟非常安全。

　　蓋瑞普稱，該設(shè)備設(shè)計簡潔，經(jīng)久耐用，“病人體內(nèi)幾乎沒有任何電子產(chǎn)品”。SynCardia公司的心臟用兩個塑料心室模擬心臟發(fā)揮泵入功能的心室；每個塑料心室被一個膈膜分成兩瓣，一邊裝空氣，一邊裝血液。安裝SynCardia TAH的病人，會攜帶大約6公斤重的空氣壓縮機(jī)，連接管子通過腹部將空氣送到兩個心室，推動隔膜驅(qū)動另一邊的血液流通�？諝鈮嚎s機(jī)錘擊聲很大，頻率為每分鐘120次。

　　法國一家名為Carmat的公司則希望做得更好。該公司首席醫(yī)療官皮特·揚(yáng)森稱：“我們的設(shè)備悄然無聲�！迸cSynCardia公司的設(shè)備一樣，Carmat心臟也有兩個有膈膜的人造心室，向外按壓來泵壓血液流通，但其使用的不是壓縮空氣，而是由植入泵驅(qū)動的液壓液體。盡管與SynCardia公司的設(shè)備相比，Carmat的人造心臟“塊頭”更大、更重也更復(fù)雜，但該公司設(shè)計師對其上配備的傳感器和能計算心率變化的微處理器極為自豪。

　　Carmat人造心臟的首個可行性研究似乎出師不利：三個月內(nèi)四名病人中就有兩人死亡，但工業(yè)分析師安德魯·湯普森表示，這些病人本身就病得很嚴(yán)重，“與其說是設(shè)備的失敗，還不如說是病人身體本身已經(jīng)油枯燈盡”。

　　該公司希望，2017年底前能通過手術(shù)將這一設(shè)備植入20名病患體內(nèi)；2018年能將其作為永久性植入設(shè)備在歐洲獲得認(rèn)證。

　　消除機(jī)械磨損

　　另外兩家尚未進(jìn)入臨床測試階段的公司將另辟蹊徑，采用一種完全不同的技術(shù)。有些專家認(rèn)為，這一技術(shù)更富前景�！叭嗽鞕C(jī)械裝置不可能長期穩(wěn)定模擬心臟每年3500萬次搏動而不磨損，因為它們不具備心臟的自我修復(fù)功能�！�

　　因此，這兩家公司沒有使用跳動膈膜，而是使用擁有飛快轉(zhuǎn)動的扇形葉片的離心泵，推動“連續(xù)血流”源源不斷地穿過動脈。2015年，美國克里夫蘭心臟公司（基于美國頂尖綜合醫(yī)療機(jī)構(gòu)克利夫蘭醫(yī)學(xué)中心研發(fā)的技術(shù)）開展的一項實驗，讓兩只小牛犢健康地活了90天。另一家名為BiVACOR的公司目前正同得克薩斯州心臟研究所合作，用小牛犢正在進(jìn)行一項為期90天的研究。

　　BiVACOR公司的產(chǎn)品設(shè)計簡潔：一個裝有兩片葉片的轉(zhuǎn)子在一個小鈦室里旋轉(zhuǎn)，一個小葉片壓迫血液進(jìn)入右側(cè)心室到達(dá)肺部；更大的葉片讓血液流出左邊的心室進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)流遍全身。轉(zhuǎn)子在磁場中懸浮，通過摩擦力的消除來進(jìn)一步減少損耗，磁懸浮技術(shù)控制葉片旋轉(zhuǎn)來配合使用者的活動量。

　　這款設(shè)備從源頭上消除了機(jī)械磨損和故障，而且只有Carmat心臟1/3大小，能效高、輸出量大，適用于各種體型患者。但潛在缺陷是血液產(chǎn)生少量泡沫，可能導(dǎo)致內(nèi)部出血、中風(fēng)或其他并發(fā)癥。

　　目前，這兩家公司仍在調(diào)整自己的設(shè)計，希望早日開展人體試驗。

　　心臟外科醫(yī)生詹盧卡·托雷格羅薩多次將SynCardia設(shè)備植入病人體內(nèi)，他很看好這兩家公司。

　　讓時間來評判

　　上述這四家公司都需要在非常嚴(yán)苛的環(huán)境下進(jìn)行臨床試驗，從而證明自己的技術(shù)切實可行。2017年的多項臨床試驗可能向我們展示一個由人而非生物學(xué)創(chuàng)造的工程學(xué)奇跡。

　　得克薩斯州心臟研究所技術(shù)與創(chuàng)新中心主任、心臟外科醫(yī)生威廉·科恩說：“或許BiVACOR會被證明是個巨大的失�。换蛟SCarmat后續(xù)的人體試驗會取得巨大成功，只有時間能揭曉答案。”只要其中的一項技術(shù)起作用，就有可能使病人擺脫漫長而痛苦的等待。

　　至于永久性TAH的終極目標(biāo)是什么？它是否能替代心臟移植？這些問題只有交給時間來“評判”。（記者 劉霞）