一半生物一半机械：新型人工心脏进入临床试验

Carmat是位于法国巴黎的一家世界领先的全人工心脏设计与研发公司。该公司的一款新型人工心脏目前正在欧洲及中东的四个心脏手术中心进行安全性与有效性试验。如果最后的试验结果证实该产品是安全且有效的，它将获得批准用于正等待心脏移植的患者。

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科学家们在几十年前就开始尝试利用人造设备来完全替代人类心脏。这是一个巨大的挑战，因为这样的设备不但需要能够承受人体循环系统的苛刻条件，还需要向真实的人类心脏一样每年安全无误地跳动3500万次，此外，例如人工心脏中的血栓导致的中风等其他并发症也是不小的难题。由于这些原因，人工心脏通常都被作为一种临时的策略。

心衰竭患者对于可挽救性命的疗法的巨大需求驱动着学术机构以及私营企业中的研究者们不断尝试着去研发一种更先进的人工心脏。心衰竭患者的心脏泵送能力由于变得非常衰弱而无法输送足够的氧气和营养至全身。心衰有时仅发生在一侧，可以通过植入的治疗手段来提高泵送流量，无需替换下整个心脏。但是在有些情况下，心脏的双侧功能均失常，此时患者则需要进行心脏移植。由于需求量远远超过了供体数量，患者需要花好几年时间等待供体心脏，而有些患者由于其他的健康问题可能不适于接受移植。而人工心脏则可以为等待移植的患者提供过渡。

在Carmat公司设计的人工心脏中，两个腔室各自含有一层瓣膜，这层瓣膜将每个腔室内部隔成两个空间，一边的空间储有液压流体。一个机械泵可将这种液压流体泵出、泵入腔室，从而使瓣膜运动，迫使血液从瓣膜的另一侧流经各腔室。这种瓣膜接触血液的一面是由牛心脏外包裹的囊制成，从而使得这种设备具有生物相容性。“这种理念就是设计一种人工心脏，其中接触血液的活动部件是由生物组织制成的，以更好地适应生物环境，”Carmat公司的首席医学官Piet Jansen说。

这种设计理念可以减少患者对抗凝药物的依赖。在这一新产品中，人工心瓣也是由牛的心脏组织制成。设备里面还用于检测压力变化的传感器。传感器的信息被传递至一个内部控制系统用于根据需求变化——如在患者做运动时调节血液流速。

Carmat公司介绍称，这套人工心脏装置还还有一套为病患提供信息的可穿载式通讯系统，以及能将电子诊断资料传送到远端医疗院所的传送器，以便为病患进行后续的治疗。病患在家中将这套采用第一代锂电池的可携式系统置于推车上或肩上。

“这是一个了不起的设备。我只是担心设备的尺寸和机械耐用性。”美国德克萨斯州心脏研究所的心脏外科医生William Cohn说。由于一天要泵送100000次以上，多数人工心脏工作不了几年，Cohn表示。“这类设备，最多用两到三年，是移植前的权宜之计。”

根据欧洲心衰竭协会（European Heart Failure Association）的估算，全球约有2600万心衰竭患者，大约有一半的患者在诊断后4年内会去世。在所有其他治疗手段都无效的情况下，心脏移植是最佳的选择。在等待供体心脏期间，一些患者需要利用人工心脏作为过渡。当前，全世界还只有美国亚利桑那州的SynCardia公司设计的全人工心脏获得美国、加拿大以及欧洲监管部门的批准用于人类患者。如果Carmat公司的新型人工心脏最终被证实安全且有效，将给重症心衰竭患者带来新的选择与希望。



来源：生物探索