帮助伤心者：可穿戴，生物合成以及 “不可战胜的”人造心脏

来源：译言网   发布者：张荐辕   日期：2015-03-11  

被抛弃的情人们或许诉说着心碎的不可救药。但对那些心脏确实有病的人来说，帮助已在路上，未来，一项创新技术将令数百万心脏衰竭患者受益。 心脏有四个腔，用来泵血液遍及全身：每侧各一个心房和一个心室。血液在肺内充满氧气后，送入左心房并通过左心室，再泵至全身。缺氧的血液回到右心房，之后流入右心室，泵回肺部。 多数心脏移植病人会因心脏的一侧或两侧功能不正常导致的严重心力衰竭多次住院。通常由心肌或者瓣膜损伤，冠心病，遗传因素或者病毒感染导致。 在美国，每年仅有2000到2500名心脏捐赠者，这意味着成千上万的重病患者要为移植手术等上几个月甚至几年——如果他们能活那么久。SynCardia公司从19世纪80年代知名的贾维克设备公司那里继承了人造心脏技术，是迄今为止最常用的人造心脏，自批准投入使用后，有超过1350例成功的移植手术。它为患双心室晚期心力衰竭的病人延续生命，直到有人类的心脏可移植。 尽管如此，直到最近，许多用SynCardia设备的人被住院限制，因为心脏的电动机和电子部件安置于体外一个大又重的驱动设备中。驱动由两根管子连接到人造心脏，通过填满设备人造心室的“气球”制造出一个人工心跳。推动血液以2.5加仑每分钟的速度流出到循环系统。系统简化了人工心脏的活动部件，故障率低于百分之一。 但患者困于医院房间导致生活质量的降低产生了负面影响。所以四年的测试后，2014年7月，美国食品及药物管理局批准了自由便携式驱动设备。2010年起，欧洲开始使用该设备，原来洗碗机大小的医院驱动设备替换为重量仅有13.5英磅的一个小装置。可放入背包背着或者用装有轮子的推车推着或步行。使用锂离子电池供电，可插入标准墙壁电源插座充电，等待移植的时间里，病人能回到家中，过正常人的生活。 设备能帮到人工心脏手术者多少呢？以兰迪·谢伯德为例：十几岁时，他的心脏因风湿热受损。2013年6月，谢伯德接受了一个SynCardia心脏。不到一年以后，谢伯德使用他的自由装置在亚利桑那州凤凰城附近的赛跑中作为参赛者完成了4.2公里的行走。 “我不必非要多励志， 重要的是展示给人们生活的种种可能，”社交网站reddit上发布事件后，他很快写道。谢伯德，被称为“锡人”，2014年10月接受了捐赠心脏移植手术，这时他已带着人工心脏生活了15个月。他推测带着自由装置能享受体育运动可能增加他成功康复的几率。 一部分机器，一部分牛 对多数患者来说，更挑战的目标是设计一种长久的解决方案。 在法国，研究人员混合人工和生物组件。CARMAT人造心脏由两个心室组成，中间有隔膜隔开。一面放着发动机和液体的泵系统，移动隔膜从另一侧向循环系统推入血液。传感器和微电子控制监测压力并校准流量以配合患者的活动——例如，让心率适应运动。 朝向泵系统的膜表面采用聚氨酯制成，而接触人类血液的另一面则由牛心脏的组织来构造。心脏的人造瓣膜也由牛的组织制造，设计者希望这些化学消毒的生物材料能够缓解过去的难题。例如，身体与合成材料的不相容会破坏红细胞或引发凝血。 CARMAT心脏第一个接受者，身患绝症的76岁老人，2013年12月实施移植手术，死于次年3月。1月19日，第二个病人配备轻便的外部电池供电设备离开南特大学医院。作为临床实验的一部分，这个男人上一年夏天接受了心脏。 “我们最大的报答是病人的快乐，不光是身体恢复了活力，几个月来，更重要的是，能和家人朋友在家中生活，"CARMAT首席执行官马塞洛·肯维提在新闻声明上说。 没有了心跳的生活 除生物学排斥的风险以外，设计者的一个大问题是要比得上大自然母亲设计难以置信的耐久性。健康人类的心脏每年跳动约3500万次，无论使用何种设备，工程师们都很难适应这样的工作负荷。 德州心脏研究所的研究人员就此问题最终的解决——制造一颗完全不跳动的心脏，由持续流动的血液替代。如果心脏只有一侧不能正常工作，可实施流量促进型移植术。左心室辅助装置是连续流量型移植术，用不停旋转的泵轮帮助生病的心脏推动血液流至全身——接管大部分甚至整个心脏的泵出。目前有超过2000人装有涡轮心脏助手。 研究人员设计出一台只有一个移动部件的设备：一个装有两片叶片的转子在一个小钛室里旋转。一个小叶片压迫血液进入右侧心室到达肺部，而更大的一个让血液流出左边的心室进入循环系统流遍全身。转子在磁场中悬浮，通过摩擦力的消除来进一步减少损耗。磁悬浮技术控制叶片旋转来配合使用者的活动量。 BiVACOR心脏是体积小到能给儿童移植的为数不多的几个选择之一。推进器取代了自然泵，但潜在缺陷是，血液产生少量泡沫，可能导致内部出血，中风或者其他并发症。但至少早期有过一次成功实例。 2011年3月，早一版本的BiVACOR在德州心脏研究所植入一名绝症病人克雷格·刘易斯体内。六个星期后，他不幸死于跟心脏状况相关的肝肾功能衰竭，如果他胸膛中推进器呼呼的噪音声温柔些，也许他能活得更久。

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