细说人工心脏的前世今生

人工心脏，即用生物机械手段部分或完全替代心脏的泵血机能，维持全身的血液循环。按功能划分包括心室辅助血泵（VAD）和全人工心脏（TAH）。人工心脏移植为一种治疗心衰的手段，是心脏移植术有效的替代方案。人工心脏是在解剖学、生理学上代替人体因重症丧失功能不可修复的自然心脏的一种人工脏器。人工心脏起搏器实际上是人工制成的一种精密仪器。它能按一定形式的人工脉冲电流刺激心脏，使心脏产生有节律地收缩，不断泵出血液以供应人体的需要。

1958年日本及前联邦德国均设立了专门该研究中心。1964年KOlff利用人工心脏使小牛生存24小时。1966年人工心脏（AbioCor IRH）DcBakey将人工心脏用于瓣膜置换病例，辅助数小时。1968年开始临床研究，1969年动物实验生存记录为40天。同年Cooley进行了第一个临床病例植入一时性完全人工心脏后因合并症死亡。1970年Nose等的动物实验生存100天。1973年以后，动物实验成活率迅速上升：1976年Kolff试验牛成活 89天、122天；1980年度美和彦试验山羊生存232天、242天、288天；1982年12月1日美国盐湖城犹他大学医学中心人工心脏研究小组为一患者植入完全人工心脏使其存活为112天；日本Terumo还开发出了通过磁石使输送血液的泵的叶轮以悬浮状态旋转的技术。在1997年以羊为试验对象的试验中，创下了人工心脏存活864天的全球最高纪录，这一技术堪称是世界最高水平。

从血流效果上来看人工心脏分为搏动性血流和非搏动性血流两种。理论上讲搏动性血流更适于人体生理特点，但是它必须有活瓣、弹性隔膜以及巨大的心室容量。而非搏动性人工心脏需要高效的能源与轴承密封或电磁轴承以减少血栓形成，维持正常器官功能，它需要更高的血管内压，并能造成器官血流和生化特点的变化。

从人工心脏的永久性应用来看进一步发展非搏动性泵更有利于人工心脏解决血栓和全置入人体的问题。从泵血的方式来看，传统的气动泵正由可携带性、可置入性、可压缩性好的电动泵代替。

一、容积式血泵（全人工心脏即第一代人工心脏）

在早期开发的全人工心脏和辅助循环装置中的血泵，由于主要模拟人的自然心脏，故这个时期的血泵主要是容积式血泵。容积式血泵是由一个血袋、控制血流方向的瓣及动力部分组成。单向瓣允许血液从进口端流入和从出口端流出，当动力部分挤压血袋时，血袋的容积减少，从而把血液挤压出去，类似于心脏的收缩过程；当血袋的压力减少时外部的血液就会流入血袋，类似于心脏的舒张过程。

二、左心室辅助装置（第二代人工心脏）

由于各种容积式血泵存在上述的缺点严重制约其进一步的广泛应用，于是人们开始研究体积小、可植入式的叶片泵。由于叶片泵是平流泵，与人的搏动血流不一样。故在研究叶片泵的同时人们一直广泛地探讨平流泵对人体生理状态的影响。

叶片式血泵的优点是：结构比较简单，体积小，易于植入；与血液接触面积小，抗血栓性能好；因可植入，感染问题也可得到较好解决；耐久性好；低功耗；易于操作；价格也较低等。研究较多的叶片血泵主要包括离心泵和轴流泵。

其它类型式泵，除了容积式血泵和叶片式血泵外，也有人在研究其它类型的血泵，如Takesh等报道了由生物人工心室组成的循环辅助设备，该人工心室由骨骼肌组成，其上排列着生物人工心脏内膜。其优点是血栓较少；但若作为长期使用，血栓形成仍是一个大问题。

一、世界首个完整人工心脏移植手术成功

2001年7月4日，这具人工心脏是由钛金属和塑胶制造，称为AbioCor，2001年1月才获得有关当局批准使用。研发这个人工心脏的麻省Abiomed公司表示，人工心脏可以将病人的生命延长60天至5年。这种新的人工心脏同以往在80年代研发的人工心脏比较，优点是它降低了感染的危险性。不过，这种人工心脏只批准在“末期”的心脏病病人身上使用，这些病人一般上只剩下30天的寿命。美国医生为病人植入世界第一个完整的人工心脏，为医学界再创新突破。这是首个不需要通过管线与外部电源连接的人工心脏。

二、美国科学家发明无心跳人工心脏-在牛体内完成试验　

叶片式血泵据美国媒体2011年6月16报道，美国科学家发明了一种没有心跳的人工心脏。德克萨斯心脏研究所的医生已经对其进行了测试。这种新型人工心脏利用旋转涡轮机使血液保持流动，而不需要再模仿心脏的跳动来向身体提供连续的血液。发明者Billy Cohn和Bud Frazier称，这种人工心脏已经在动物身上进行测试并完成了一个成功的实验，没有出现不良影响。研究所动物研究实验室里一头8个月大的小牛是首批接受该心脏移植的受体之一。

三、中国第三代“人工心脏”获重大突破-在羊体内试验成功

2013年05月13日 由中国运载火箭技术研究院第十八研究所工学团队和泰达国际心血管病医院医学团队合作，成功研制出中国第一个可植入的、第三代心室辅助装置——磁液双悬浮血泵。到5月13日，试验羊“天久”已经在泰心医院动物实验中心健康存活61天，创下了国内植入第三代心室辅助装置的最长存活纪录，中国第三代心室辅助装置研制取得重大突破。

四、世界首例人工心脏移植手术在法国顺利完成

中国网2013年12月22日讯 据法国《费加罗报》网站12月21日报道，法国于12月18日完成了世界第一例人工心脏移植手术。据悉，这例手术由位于巴黎的蓬皮杜欧洲医院(HEGP)执行，患者于手术后两天恢复意识可以与家人进行沟通交流、呼吸平稳。

人工心脏是所有医疗器械中最具挑战性的技术之一，其研发能力从一个侧面代表了一个国家的高端医疗器械科技水平。在美国已进入产业化，2012年销售额突破5亿美元，成为心血管医疗器械产业的一个新的分支，其价格高达每套10万美元。

心力衰竭是所有心血管疾病发展的终期阶段，根据现在最新统计显示，我国至少有 1000 万名心力衰竭患者，而每年实施心脏移植手术仅有约 300 例。由于供体稀缺等因素，使得很多心力衰竭患者在等待供体的漫长时间里不幸离世。

国外虽有成熟的人工心脏辅助装置，但是近百万元人民币的高昂售价，也使得很多普通疾病患者难以接受，而在我国由于产品制造的技术难度和手术操作的难度等因素，人工心脏临床应用一直处于落后阶段。因此在这样的背景下，人工心脏植入手术得到普及推广，也将为这部分患者带来新的希望。而重庆永仁心人工心脏是由中日合资企业生产的高科技医疗器械，具有低转速、大流量、脉动性等独特技术特性。在国家食药监总局、国家工信部、重庆市政府等高度重视与支持下，引进了日本HI-LEX集团全套成熟技术并成功实施国产化。为我国超过1000万心衰患者及家庭带来了希望，并将结束我国对终末期心衰治疗无“心脏”可用的局面，将有望填补我国植入式辅助人工心脏领域的空白。