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(huì)跳動(dòng)約10萬(wàn)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(dòng)脈血管。心臟有四個(gè)腔，每側(cè)各一個(gè)心房和一個(gè)心室，用來泵血液遍及全身。

　　自然界如此巧奪天工的設(shè)計(jì)讓工程師們羨慕不已。自上世紀(jì)50年代開始，無(wú)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(guó)《IEEE光譜》雜志近日?qǐng)?bào)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(yàn)和動(dòng)物測(cè)試可能會(huì)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(guó)就有約570萬(wàn)人被診斷為心力衰竭，不少患者只能排隊(duì)等待心臟移植，但捐贈(zèng)者寥寥。據(jù)悉，美國(guó)每年僅有2000到2500名心臟捐贈(zèng)者，成千上萬(wàn)的重病患者要實(shí)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(guó)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(guó)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(gè)月需要更換空氣壓縮機(jī)。

　　現(xiàn)在，該公司正招募病人，針對(duì)該設(shè)備作為永久心臟替代品展開臨床試驗(yàn)。該公司首席執(zhí)行官邁克爾·蓋瑞普表示，試驗(yàn)僅招募28名病人，因?yàn)橐延谐�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(jì)簡(jiǎn)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(gè)塑料心室模擬心臟發(fā)揮泵入功能的心室；每個(gè)塑料心室被一個(gè)膈膜分成兩瓣，一邊裝空氣，一邊裝血液。安裝SynCardia TAH的病人，會(huì)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(gè)心室，推動(dòng)隔膜驅(qū)動(dòng)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(guó)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(wú)聲�！迸cSynCardia公司的設(shè)備一樣，Carmat心臟也有兩個(gè)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(dòng)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(jì)師對(duì)其上配備的傳感器和能計(jì)算心率變化的微處理器極為自豪。

　　Carmat人造心臟的首個(gè)可行性研究似乎出師不利：三個(gè)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(cè)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(zhǎng)期穩(wěn)定模擬心臟每年3500萬(wàn)次搏動(dòng)而不磨損，因?yàn)樗鼈儾痪邆湫呐K的自我修復(fù)功能�！�

　　因此，這兩家公司沒有使用跳動(dòng)膈膜，而是使用擁有飛快轉(zhuǎn)動(dòng)的扇形葉片的離心泵，推動(dòng)“連續(xù)血流”源源不斷地穿過動(dòng)脈。2015年，美國(guó)克里夫蘭心臟公司（基于美國(guó)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(xiàng)實(shí)驗(yàn)，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(xiàng)為期90天的研究。

　　BiVACOR公司的產(chǎn)品設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔：一個(gè)裝有兩片葉片的轉(zhuǎn)子在一個(gè)小鈦室里旋轉(zhuǎn)，一個(gè)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(chǎng)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(dòng)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(jì)，希望早日開展人體試驗(yàn)。

　　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(shí)間來評(píng)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(yàn)，從而證明自己的技術(shù)切實(shí)可行。2017年的多項(xiàng)臨床試驗(yàn)可能向我們展示一個(gè)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(huì)被證明是個(gè)巨大的失�。换蛟SCarmat后續(xù)的人體試驗(yàn)會(huì)取得巨大成功，只有時(shí)間能揭曉答案�！敝灰�其中的一項(xiàng)技術(shù)起作用，就有可能使病人擺脫漫長(zhǎng)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(shí)間來“評(píng)判”。（記者 劉霞）