我们离实现人工心脏的梦想还有多远？
2024-01-07T10:23:06.849Z
（德国之声中文网）心脏实际上是一个相当简单的器官。它其实相当于一个泵，由四个心房、一些阀门、管道和巧妙的布线组成。
但当这个泵不再正常工作时，情况就开始变得严峻起来。对于患有严重心力衰竭的人来说，心脏作为泵的功能非常弱，已不能够有效地将血液输送至全身。
患者即使在休息时也会感到呼吸急促。他们的器官无法得到充足的血液供应，因而缺乏氧气和营养。这种情况的唯一出路就是换颗新的心脏。
然而供体心脏短缺。在德国，情况尤为困难，因为器官捐献需获得捐赠者"主动同意"。因此亟需替代方案。
1982年首颗人工心脏被植入
60多年来，心脏病学家和心脏外科医生一直在努力研发人工心脏。
对于那些心脏严重患病但尚未完全受损的患者来说，一些辅助系统或设备可以支持心脏部分功能，但对于整颗心脏都严重受损的患者来说，这是不够的--他们需要一颗新的心脏。
1982年，首颗完整的永久性心脏在美国被植入。然而，这种心脏只具备基本功能，并不能满足患者的具体需求。
这就是为什么首颗适应病人需求的人工心脏被植入引起轰动的原因。
法国心脏外科医生阿兰·卡朋蒂埃（Alain Carpentier）是这项工程的主要策划者。他以心脏瓣膜而著称，引入了像猪软骨这样的生物材料来代替旧的人工材料。
新心脏的优势在于患者不再需要终身服用抗凝药物。旧的人工表面则需要使用抗凝药物，但这些药物会带来严重出血的高风险。
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身兼二职：我们的心脏大概拳头大小，每分钟收缩约70次，每天输送1万升血液的水泵，跑步的时候，心脏的供血量还会增加四倍。心脏有两个泵，右心室将血液送至肺，成为富氧血。左心室将血液送至身体各处。这并不简单，因为体循环的压力比肺循环高得多。
瓣膜“阀门”：心脏左右各有心房和心室。血液单向流动，在心房与心室之间、以及在心室与离开心室的血管之间有瓣膜，阻止血液倒流。
不知疲倦：心脏由心肌组成。心肌与四肢肌肉类似，可以迅速有力的收缩。但心肌特别持久，不知疲倦。所有心肌细胞彼此相连，可以同时收缩。
天然起搏器：你要不要尝试用意志力让心脏停跳？不会成功，因为心脏不受神经的支配，而是由窦心结的特殊细胞有规律地产生微弱电流，迅速传递至整个心脏，引发收缩。
心律失常：如果心律失常，如室颤，心脏不再舒张，而保持收缩状态，无法再向器官供血。在这种情况下，植入体内除颤器，可恢复正常心律。除颤器操作简单。
挽救生命：如果病人心脏跳动过缓，电子起搏器能帮助他。起搏器产生电流，传导至心肌。首例心脏起搏器植入手术是在1958年。现代的起搏器可使用5-10年，平均8年。
敞开心扉：进行心脏手术，医生必须在短时间内停止循环，——实际上是死刑宣判。但在1950年代，科学家解决了这个难题：他们研发出体外心肺机，可在短时间内承担心肺功能，将血液在体外充氧后，用血泵输回体内。
从腹股沟到心脏：现代医学可在不开胸的情况下对心脏进行检查或治疗。医生从腹股沟或手腕的血管插入心脏导管，通过血管将导管送入到心脏。病人仅须局部麻醉。
可折叠瓣膜：如果有一个心脏瓣膜不能正常运作，必须换一个新的，或者由猪心瓣膜制成，或者由金属材料制成。如今还有可折叠的人工材料瓣膜，可以通过微创手术使用心脏导管插入，无须开胸手术。
血管梗塞：冠状动脉为心肌供血。冠状动脉阻塞，会导致心肌梗塞。冠状动脉搭桥可绕过狭窄部，手术所需的血管来自患者自身，或者人工血管。
金属支架：如果出现冠状动脉狭窄，医生可使用心脏导管插入术，用气球来扩张狭窄处。为防止血管过后再度收缩，会使用一个支架来支撑血管壁。支架上可涂抹药物。
换一颗心：首例心脏移植手术是在1967年，在当时是令人难以置信的消息。如今，该手术已不那么罕见。但接受移植的人必须终生服用抗排斥药物。
辅助人工心脏：捐赠的心脏数量很少。辅助人工心脏的泵植入体内，动力和能源供应则留在体外。
完全人工心脏：科学家正研究以人工心脏完全替代病人的心脏，在与外部世界无连接的情况下植入体内，无须保养运作多年。近年来共有50颗人工心脏被植入
卡朋蒂埃将生物材料扩展应用到整个心脏。他还对许多其他方面进行了调整，比如复杂的传感器。
其结果是得到了一颗可以适应患者身体活动的人工心脏。如果你不仅仅想躺着，还想坐、走、跑、跳，那么你需要一颗可以完成这一切活动的心脏。
第一位接受这种Carmat心脏移植的是一名患有严重心脏病的76岁男性。这颗Carmat心脏让他多活了74天。
开发人工心脏的Carmat公司负责人斯特凡·皮亚特（Stephane Piat）解释说，近年来，他们对表面材料、软件和泵进行了许多调整。
目前已有大约50颗这种类型的心脏被植入患者体内。对于14名患者来说，这是接受供体心脏之前的过渡方案。目前，Carmat心脏仍在大约15人体内跳动，但其余患者均已去世。
Carmat心脏是一项复杂的技术
有时，即使实现了技术上的重大突破仍可能存在一些小问题。例如，Carmat心脏非常大，这就使得它不太适合小胸腔。所以尤其难以被植入女性体内。
此外，这种心脏也非常复杂--Carmat心脏由大约250个组件组成。"每一个组件都有可能坏掉，"来自柏林夏里特医院德国心脏中心的波塔波夫（Evgenij Potapov）解释说。
这使得Carmat心脏相对于其他人工心脏而言更加脆弱。而且，好货往往不便宜，每颗Carmat心脏的价格约为20万美元（18.3万欧元），可谓不菲。
波塔波夫说，根据公司的说法，接受移植的患者中，大约有一半活不过6个月。但这些人并不是因为接受Carmat心脏而死亡。通常患者在接受移植前已经病情严重。
对于心脏问题不太严重的患者而言，更简单一些的支持系统已经能够帮助患者在等待器官捐献的数年过程中，减轻症状和不适。
人工心脏只是一种暂时性解决方案
Carmat心脏能长期使用吗？这是一个非常重要且复杂的问题，皮亚特说道。
皮亚特称公司将在未来一年朝着长期治疗的方向发展。但到目前为止，Carmat心脏仅在欧洲市场上被批准为过渡方案。
"如果Carmat心脏尺寸减半，且没有技术问题，我会立即接受使用，" 波塔波夫说。然而在2021年底，由于质量问题，该公司不得不将其产品从市场上撤出一年。
与此同时，研究人员正在对转基因猪心脏和生物工程组织进行实验。尚不清楚在未来，它们是否会比人工心脏更为成功；又或者在未来，是否会有更多人愿意捐献器官，从而减少对这种过渡方案的需求。
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