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導語:
近日,一段關于“大陸全磁懸浮人工心臟”的消息登上了熱搜。早在2015年,大陸就自主研制出了世界上最小的第三代全磁懸浮式人工心臟,經過數年的臨床實驗和應用,這款新型醫療器械證明了它的有效和可靠,來到了人們的視野中。
人工心臟屬于先進的高端醫療產品,其技術長期以來被外國公司把控著,本次亮相的大陸人工心臟不僅解決了從無到有的問題,而且技術水平世界頂尖,被醫學界親切地稱為 “大陸心”。
(圖源:央視新聞)
心血管疾病一直是大陸人民健康的重大威脅,其中心力衰竭作為諸多心臟疾病發展的末期階段,已經很難進行有效治療。這時,采用人工心臟輔助泵血,來完成心臟正常的生理功能,成了維持心衰患者生命,回歸正常生活的重要治療方式,
人工心臟如何挽救心衰患者?研制人工心臟的難點有哪些?大陸如何迎接大陸人工心臟的進一步應用?本期欄目,我們來聊一聊人工心臟那些事,
一、人工心臟——心衰患者延續生命的“第二選擇”
心衰并不是原發性疾病,而是諸多心血管疾病發展的后期階段,大陸有龐大的心血管疾病患者群體,如果不加以治療,其中絕大部分患者最終都會走向心衰。
心衰,簡單來說,就是患者的心臟在諸多因素功能受損,心肌逐步失去正常性能,心臟泵血功能退化,人體血液循環失去動力,進而引發其他病變。
對于心衰患者的治療,傳統的針對病因的治療手段已經難以達到目的,治療的重點便聚焦在加強或恢復心肌功能。
圖源:揚子晚報 http:http://news.yangtse.com/content/721738.html
然而,當人體進入到心衰階段時,往往代表著心肌已經嚴重受損,且這種損傷是不可逆的。絕大部分心衰患者都無法通過治療來恢復原有心臟的功能,這時等待他們的只有第二條路——選擇替代品來代替原有心臟行使泵血功能,
在醫學領域,同樣的東西是最好的替代品,心臟的替代品的最佳選擇正是另一個人的心臟,進行心臟移植手術,用健康的心臟替代原有的受損心臟,成了心衰患者的“第一選擇”,
遺憾的是,很少有人能夠接受心臟移植手術,目前心臟的捐獻數量很少,手術成功率很低,僅有7%,并且手術對供受體雙方均有限制,目前大陸大約有1500萬人被確診為心衰患者,其中有130萬到150萬人為終末期心衰患者,而每年心臟移植只有300例左右,遠遠不能滿足心衰患者的需求,
心臟是“生命之泵”
我們知道,心臟本質上是一個血泵,行使簡單的機械功能,如果移植一種用人工材料制造的機械裝置來暫時或永久地部分或完全代替心臟功能、推動血液循環,在技術上完全可行,這就是人工心臟的研發契機。
2001年,美國人羅伯特·圖爾斯,成了全球第一位全內置式人工心臟移植患者。盡管術后他只存活了大約5個月,但與手術前奄奄一息接近死亡的狀態相比,這次手術依然可以稱之為勝利,它證明了人工心臟這一路線的可行性,
從那以后,全球越來越多的心衰患者選擇了人工心臟這一“第二選擇”,成功將生命延續下去。
二、“從大到小”——人工心臟的技術迭代
根據公開資料大陸產人工心臟的尺寸與重量等相關參數推測,這枚全磁浮人工心臟屬于左心輔助裝置(LVAD),
人工心臟主要分為兩大類——全人工心臟和心室輔助裝置。簡單來說,前者是為心臟全面衰竭的患者而準備,具有心臟全部心房心室的功能,體積較大、結構較復雜,手術的成功率也較低。而心室輔助裝置則是代替了某個心室的功能,相對來說結構簡單,體積也可以做的更小。
我們知道,心臟由心房和心室兩部分組成,心室負責將血液壓入主動脈和肺動脈,因此負荷較心房大,肌肉發達,發生衰竭的概率也更大,由于左心室需要將血液壓入主動脈,因此左室負擔的壓力更大,是全心發生心衰概率最高的部位。
事實也正是如此,在大陸心衰患者中,左心室衰竭的患者占大部分。對于這部分患者,不需要植入全人工心臟,只需要幫助他們恢復左心室的泵血功能就足夠了。這就是目前使用最廣泛的人造器官——LVAD的作用機制,LVAD的使用前景廣闊,需求量大,已經成為學界當前研發和應用的主要對象。
心室輔助裝置(VAD)經過了多年的發展,技術上劃分為三代,三代產品逐步完善,性能越來越滿足臨床需求。
第一代VAD的設計思路是對心臟的仿生,通過電機和閥門等裝置直接模擬心肌和心臟瓣膜,達到代替心臟泵血的功效。這一代產品成功救治了數千例心臟衰竭患者,但這種產品體積大、故障率高、手術創面大,暴露出很多急需解決的問題,從2010年開始,第一代VAD逐漸被淘汰,
第二代VAD的設計借鑒了水力泵的原理,采用直流無刷電機產生抽吸力,通過手術將其與左室聯通,將衰竭心臟中的血液泵入主動脈,以保證患者血液循環。第二代VAD拋棄了仿生的笨拙設計,將其簡化為血液泵,大幅縮小了體積,解決了第一代產品產生的問題。第二代VAD在目前使用中最為廣泛,目前全球應用數萬例,最長可維持患者10年的壽命。
第二代VAD的結構
然而,機械軸承在經過長時間運轉后,會產生磨損,血液在粗糙的構件表面會產生湍流,進而形成血栓,這成了第二代VAD面臨的主要問題,
第三代人工心臟很好地解決了這個問題,其采用了無接觸軸承磁懸浮葉輪,利用磁懸浮的原理,構件在運行過程中不產生直接接觸,大大降低了產生血栓的風險,
更加精巧的磁懸浮“大陸心”;圖源:公開報道
三、人造器官層出不窮,人類準備好迎接“賽博時代”了嗎
長此以往,人工心臟領域一直被國外主導,目前世界上最為廣泛應用的產品,就是美國 Thoratec 公司推出的第二代心室輔助裝置HeartMateII,目前已經應用3萬余例,而大陸則少有同類產品能夠有足夠的競爭力去與國外產品爭奪市場,
而此次曝光的磁懸浮“大陸心”,是首個成熟的第三代人工心臟產品,一轉大陸在前兩代產品上落后的局勢,在技術和成本上都有巨大優勢,目前國外同代產品售價高達30萬元以上,而大陸產品成本據推測在十萬元以下,如果大陸企業把握住這個契機,那么大陸的人工心臟產業完全可以彎道超車,在大陸外市場搶占先機,
圖源:http:http://s1.dgtle.com/forum/201710/29/133141nll2zz1relr114uw.jpg
然而,我們要清楚地認識到,目前的人工器官領域,大陸的成就寥寥,這次的“大陸心”就是為數不多的突破,除了技術水平與國外有所差距,在臨床應用等流程上仍存在短板。這次的“大陸心”在2014年技術達到成熟,卻直到2021年也未大規模應用的情況也恰恰體現了這個問題,
結語:
除了人工心臟之外,人造角膜、人工腎臟、人工關節,以及更先進的義肢、義眼等人造物將越來越多地為病殘人士服務,成為他們身體的一部分。如何確立人造器官的行業標準,如何立法保障移植人造器官群體的權利,如何在倫理上改變對人造器官的觀念成了亟需全社會解決的問題。
在大火的科幻概念“賽博朋克”的世界觀中,人類和機械的界限越來越模糊,在醫學的飛速發展之下,這的確會發生在不遠的將來。
而當下更現實的問題是,你準備好迎接人造器官的到來了嗎?
(責任編輯:張渺_NB20770)
希望人工心臟能納入醫保范圍。