人工心臟

心臟病是人類死亡的第二大殺手。在人體心臟因病損而部分或完全喪失功能而不能維持全身正常循環時，可移植一種用人工材料製造的機械裝置以暫時或永久地部分或完全代替心臟功能、推動血液循環，這種裝置即人工心臟。

人工心臟分為輔助人工心臟和完全人工心臟。輔助人工心臟有左心室輔助、右心室輔助和雙心室輔助，以輔助時間的長短又分為一時性輔助 （二週以內）及永久性輔助（二年）兩種。完全人工心臟包括一時性完全人工心臟、以輔助等待心臟移植及永久性完全人工心臟。

要想製成像自然心臟那樣精確的組織結構、完全模擬其功能的人工心臟是極不容易的，需要醫學、生物物理學、工程學、電子學等多學科的綜合應用及相當長時期的研究。

世界上雖已進行了幾例完全人工心臟臨牀應用， 但目前人工心臟仍處於動物試驗為主的研究階段。但已有的臨牀應用表明， 完全人工心臟能代替自然心臟功能， 用其較長維持循環是可行的， 其前景是樂觀的。

人工心臟基本上是由血泵、驅動裝置、監控系統、能源四個部分構成。

人工心臟血泵：血泵有多種形式，但從原理結構上大體可分膜式血泵、囊型血泵、管型血泵、螺形血泵等五種。目前製成血泵常用以下幾種材料：硅橡膠、甲基硅橡膠、嵌段硅橡膠、聚氨酯、聚氯乙烯、複合材料等。

人工心臟瓣膜：它是控制人工心臟血流的單向閥，人工心臟功能的好壞與瓣膜構造有密切關係。早期階段用球瓣，現在常用的為碟瓣以及生物瓣。

人工心臟驅動系統：它是供給人工心臟血泵工作的動能。形式多樣，大致可分為，機械、電動、磁力、氣壓、液壓五種形式。

人工心臟監控系統：監控人工心臟工作狀態，使之適應實驗動物循環生理的需要，是保障人工心臟置入實驗動物長期存活的重要條件。監控系統基本上從血泵機能，驅動裝置各項指標及血液循環生理參數變化三個方面進行監控。

能源：人工心臟依靠外加能源工作以推動血液循環。既能滿足功率要求，並使之微型化做到全置入體內，長期達數年使用的能源，目前尚未完全解決。

第三代人工心臟是為減少血栓形成，採用液力懸浮(包括磁液雙懸浮)或完全磁懸浮系統。這一代心臟輔助裝置體積更小，性能更加穩定，受到科學界及醫學界的廣泛關注。 ^[8] 

2023年6月6日，國家藥監局批准了深圳核心醫療科技有限公司（下稱“核心醫療”）生產的植入式左心室輔助系統創新產品（商品名：Corheart® 6）註冊申請，系國內第四款植入式左心室輔助系統。所謂“植入式左心室輔助系統”，即通俗所稱的人工心臟 ^[11]  ，Corheart^® 6 也是目前全球體積最小、重量最輕的全磁懸浮人工心臟。 ^[12] 

1.小型化、輕量化以及微型化

小型化和輕量化，特別是微型化的人工心臟泵可以減小手術創傷，降低植入手術後出血、血栓和感染等併發症的發生率，進一步縮短術後恢復時間，有助於提高心衰患者的生活質量。 ^[15] 

全人工心臟由生物材料研發而成，不需要移植者服用免疫抑制藥物。其內部有一個複雜的傳感器和微處理器系統，它可以監測病人身體內部的變化，並根據病人身體機能需要，改變血液流動，能夠根據病人的活動來加速或者減緩血液流動，在機理上是與人類心臟最相近的人工心臟。當前則正在臨牀試驗當中。 ^[8] 

羅伯特·圖爾斯，全球第一位全內置式人工心臟移植患者，在移植手術後近5個月於2001年11月30日（美國當地時間）在美國肯塔基州路易斯維爾大學附屬的猶太醫院去世，享年59歲。 ^[2] 

在心臟移植手術之前，圖爾斯先生已是心臟病晚期，幾乎卧牀不起。病後的他與病前相比整整瘦掉了50磅，骨瘦如柴，甚至連抬頭的氣力也沒有。嚴重的心臟病留下的廣泛性疤痕組織使得他的兩個心室幾近癱瘓，肺部也充滿了積水。根據醫學上的一個統計公式，像圖爾斯這種狀況，死於30天之內的概率為80%。

圖爾斯8年前做過冠狀動脈搭橋手術，還患有嚴重的腎衰竭、糖尿病以及其他病症，今年7月2日，位於肯塔基州的猶太醫院在圖爾斯被另一家醫療中心拒絕的情況下對患者實施了心臟移植手術。手術歷時七個多小時，進行得很成功，圖爾斯由此成為移植“阿比奧科”全內置式人工心臟並存活的世界第一人。3日，患者甦醒過來，反應良好，開始“舒服地休息”。醫生們在安裝人造心臟後，本來只敢期望延長患者生命30天，沒想到圖爾斯術後康復狀況遠遠超過他們的預期。他不僅增加了體重，而且肌肉也比術前更結實了。

人工心臟的研究從一開始便面臨着許多挑戰，儘管目前還不能完全模擬自然心臟的作用和功能，但不同領域的研究人員都在從各自的領域推動着人工心臟的發展。隨着人工心臟的機械性能、血流動力學性能、能源、抗血栓性以及測控方法等問題的改進與完善，人工心臟的仿生技術也將進一步得到發展。

2017年6月，在同心醫療團隊和阜外醫院合作下，CH-VAD成功完成了首例植入式人工心臟在中國的臨牀應用，成功開創了中國VAD臨牀應用的歷史。 ^[5-6] 

2019年8月26日，“重慶造”植入式左心室輔助系統EVAHEART I（以下簡稱“永仁心”人工心臟）已獲國家藥監局批覆上市。這是中國第一個正式上市的植入式心室輔助產品，將有效填補國內產業空白，推動中國高端醫療器械領域的進步。

“永仁心”人工心臟採用離心泵結構的植入式左心室輔助系統，由體內組件和體外組件構成，通過搭建起心臟左心室到主動脈的旁路，對患者的心臟泵功能起部分替代或輔助作用。 ^[1] 

2021 年 11 月，同心醫療自主研發的植入式左心室輔助系統正式獲得國家藥品監督管理局（NMPA）批准上市。這是我國首個獲得 NMPA 批准的擁有完備自主知識產權的國產人工心臟，也是全球範圍內首個獲得 NMPA 批准的全磁懸浮式人工心臟。 ^[3-4] 

2022年6月，中國醫學科學院阜外醫院胡盛壽院士團隊成功將核心醫療的Corheart® 6植入一名14歲心衰患兒體內，填補了國內兒童植入人工心臟的空白。100天后，患兒心臟功能得到恢復，成功撤泵，實現了心衰逆轉治療。 ^[14] 

2022年7月，作為國內首批開展單位，西京醫院將我國自主研發，目前全球體積最小、重量最輕的磁懸浮人工心臟植入李華體內。這例陝西首例國產人工心臟植入術的實施，給眾多心衰患者帶來了“心”希望。 ^[7] 

2023年4月24日，在浙大兒院濱江院區，12歲小患者成成揹着一個雙肩包，在病房裏輕鬆地走來走去。他的外表看着與普通少年無異，“內”裏卻有很大不同，是個少年“鋼鐵俠”：他擁有一顆價值不菲的人工心臟，每天都要“充電”，雙肩包中裝的正是人工心臟電池。他的身體不斷康復，宣告着人工心臟植入手術的成功。 ^[9] 

2023年5月14日，陝西西安，西安交通大學第一附屬醫院心血管外科手術室內，共完成4台人工心臟植入手術。其中一位女性患者在心臟不停跳的情況下，通過微創手術完成人工心臟的植入。這是全國首例將微創和不停跳相結合的人工心臟植入手術，可大大減少手術對患者身體的損傷，讓他們在手術後能更快康復。目前接受手術的四名患者身體狀態良好。 ^[10] 

2023年11月，全國首個正式供港臨牀使用的國產心臟瓣膜經深圳海關驗放後，從皇崗口岸出境運往香港。該瓣膜產品的技術領先全球，可同時有效治療主動脈瓣膜關閉不全和狹窄兩種疾病，具有手術時間短、創傷小、術後恢復快等優勢，通過暫時進出境的申報方式進一步降低了通關成本，為促進粵港澳大灣區醫療健康資源融合發展注入新的活力。 ^[16] 

2024年4月，一顆由我國自主研發、全球最輕的全磁懸浮人工心臟在無錫市人民醫院順利植入，成功跳動。 ^[20] 

2024年1月，某患者在武漢一家醫院成功植入“人工心臟”。手術歷時4個小時，術後不到5小時就拔除了氣管插管，恢復迅速的患者術後第一天就能下牀踱步鍛鍊，術後第五天就轉到了普通病房。 ^[17] 

1. 李紅偉，範友鵬，張雲鵬，劉淑琴，關勇。軸流式人工心臟泵混合磁懸浮系統的耦合特性，電機與控制學報，2014，18（5）：105-111

2. 賈磊，朱烷秋，徐亞超。無軸承無刷直流電動機原理、控制及應用綜述，微電機，2009，42（4）:62-65

3. 馬春生。人工心臟軸流式血泵的研究，北京交通大學 碩士學位論文，2006年

4. 李津榮，翁銘慶。人工心臟研究進展，國外醫學生物醫學工程分冊，2000，23（2）：15-21

5. 李世陽，楊明，蔡萍。人工心臟的測控技術及其研究進展，北京生物醫學工程，2007,26（2）：216-219

6. 吳玉厚，吳冰潔，張永忠，朱奇。人工心臟研究進展，生物學通報，2005,40（12）：15-16

7. 徐修萍，楊明。軸流式心室輔助裝置的研究進展，中國醫療器械雜誌，2009,33（2）：112-115

8. 顧漢卿，徐國風。生物醫學材料學，天津：科學技術出版社，1993，196-203