返回 2025年07月08日

刘佳 (桂林市人民医院)
　　心脏是人体的“发动机”，一旦衰竭，生命将面临严重威胁。对于终末期心脏病患者而言，心脏移植是最后的希望，但供体心脏严重短缺，许多患者在等待中离世。人工心脏（Artificial Heart）的出现，为这些患者提供了新的生存机会。它不仅是现代医学工程的奇迹，更承载着无数心衰患者重获新生的梦想。
　　本文将带你了解人工心脏的发展历程、技术原理、临床应用及未来展望，揭开这项“以机械延续生命”的尖端科技的神秘面纱。
　　一、什么是人工心脏？
　　人工心脏是一种用于替代或辅助自然心脏功能的机械装置，主要分为两类：
　　全人工心脏（Total Artificial Heart， TAH）：完全替代患者自身心脏，适用于双心室衰竭的患者。
　　心室辅助装置（Ventricular Assist Device，VAD）：仅辅助左心室或右心室，帮助心脏泵血，适用于单侧心衰患者。
　　人工心脏的核心功能是模拟自然心脏的泵血机制，确保血液持续循环，为全身器官提供氧气和营养。
　　二、人工心脏的发展历程
　　人工心脏的研发历经数十年，从早期的实验性装置到如今的成熟技术，医学与工程学的结合使其不断突破。
　　1.早期探索（20世纪中叶）：1953年，美国医生John Gibbon成功研制出第一台体外循环机（人工心肺机），为心脏手术奠定了基础。1969年，Denton Cooley首次在患者体内植入临时全人工心脏，虽然患者仅存活了64小时，但这一突破开启了人工心脏的新时代。
　　2.里程碑：Jarvik-7的诞生：1982年，美国医生William DeVries为患者Barney Clark植入Jarvik-7人工心脏，使其存活112天。尽管存在感染和血栓等问题，但这次手术证明了人工心脏的可行性。
　　3.现代突破：磁悬浮技术与便携化
　　21世纪后，人工心脏技术突飞猛进：
　　磁悬浮轴承技术：减少机械磨损，降低血栓风险（如HeartMate 3）。
　　无线充电：部分VAD可通过体外无线供电，提高患者活动自由度。
　　微型化设计：更小巧、更安静，适应更多患者需求。
　　目前，全球已有数万名患者依靠人工心脏延续生命，最长存活记录超过10年。
　　三、人工心脏如何工作？
　　人工心脏的核心是“机械泵”，其工作原理如下：
　　1.血泵结构
　　离心泵或轴流泵：通过旋转叶片推动血液流动。
　　生物相容性材料：如钛合金、聚氨酯，减少排异反应。
　　2.能量供应
　　经皮电缆供电：传统方式，但存在感染风险。
　　无线能量传输：新型VAD可通过皮肤感应充电，提升生活质量。
　　3.智能控制系统
　　现代人工心脏能根据患者活动量自动调节泵速，例如：静息时降低转速，减少能耗；运动时提高流量，满足供血需求。
　　四、人工心脏的临床应用
　　1.适用人群
　　终末期心衰患者：等待心脏移植的“过渡治疗”。
　　无法移植者：因年龄或并发症不适合移植，人工心脏可作为“终点治疗”。
　　2.手术过程
　　开胸手术：切除病变心脏（全人工心脏）或连接VAD到心室。
　　连接血管：将人工泵与主动脉/肺动脉吻合。
　　调试设备：确保血流动力学稳定。
　　3.术后管理
　　抗凝治疗：防止血栓形成（机械泵易引发凝血）。
　　感染防控：电缆出口处需严格护理。
　　心理支持：患者需适应体内有“机器”的生活。
　　4.成功案例
　　2019年，法国Carmat公司研发的生物混合人工心脏成功植入患者体内，存活超过半年。
　　美国患者Stan Larkin依靠全人工心脏生活555天，最终成功接受移植。
　　五、挑战与未来展望
　　尽管人工心脏已挽救无数生命，但仍面临以下挑战：
　　1.现有局限
　　血栓与出血风险：需长期服用抗凝药物。
　　感染问题：经皮电缆可能引发皮肤感染。
　　耐久性：目前最长使用约10年，仍需改进。
　　2.未来方向
　　生物工程心脏：利用患者干细胞培育“活体心脏”，避免排异。
　　完全植入式系统：无需外接电源，如核能电池或生物燃料电池。
　　人工智能优化：实时监测并调整泵速，个性化治疗。
　　人工心脏代表了医学与工程学的巅峰合作，它不仅是技术的胜利，更是生命的礼物。随着科技发展，未来的人工心脏或将成为像起搏器一样普及的治疗手段，让更多心衰患者重获“心生”。正如一位植入人工心脏的患者所说：“它不仅是机器，更是我的第二颗心脏。”在科学与人文的交汇处，人工心脏正书写着生命延续的新篇章。