“火箭心”利用了50年來我國在運(yùn)載火箭伺服控制方面的技術(shù)積累，制定出磁液雙懸浮,、泵機(jī)一體化的,、電控雙冗余的總體技術(shù)方案。受訪者供圖

這顆被稱為“火箭心”的HeartCon心室輔助裝置擁有國內(nèi)原創(chuàng)獨立自主知識產(chǎn)權(quán),，充分利用了我國火箭制造的多項技術(shù),，是醫(yī)工緊密結(jié)合的智慧結(jié)晶。

你能想到嗎,？一個直徑只有5厘米,，重量只有180克，并不起眼的裝置竟能代替心臟,，讓終末期心衰患者重獲新生,。這顆被稱為“火箭心”的HeartCon心室輔助裝置擁有國內(nèi)原創(chuàng)獨立自主知識產(chǎn)權(quán)，充分利用了我國火箭制造的多項技術(shù),，是醫(yī)工緊密結(jié)合的智慧結(jié)晶,。

9月15日，這顆純國產(chǎn)人工心臟在泰達(dá)國際心血管病醫(yī)院（以下簡稱泰心醫(yī)院）,，被成功植入63歲的終末期心衰患者馬先生體內(nèi),，標(biāo)志著純國產(chǎn)人工心臟正式進(jìn)入臨床試驗,。

可破解心臟供體匱乏難題

“火箭心”項目臨床試驗主研專家,、泰心醫(yī)院院長劉曉程教授介紹，目前心衰的發(fā)病率呈快速增長趨勢,，是諸多類型心血管疾病殊途同歸的終末期表現(xiàn),。有數(shù)據(jù)顯示，全世界約有8000萬心衰患者,，我國心衰患者保守估計也有1600萬人,。

終末期心衰傳統(tǒng)治療轉(zhuǎn)歸差（轉(zhuǎn)歸是指病情的轉(zhuǎn)化和發(fā)展）、死亡率高,。像此次參與“火箭心”臨床試驗項目治療的馬先生,，心衰達(dá)10年之久。為了改善心臟功能,，防止惡性心律失常,，2018年他植入了帶有自動除顫功能的三腔起搏器，但心衰還是反復(fù)發(fā)作,，最終被診斷為擴(kuò)張型心肌病,、終末期心衰、心律失常,、高血壓,、腎功能不全,、主動脈粥樣硬化等，病情危重,。

對上述病患情況,，傳統(tǒng)的心臟移植是較好的療法，但劉曉程說,，合適的心臟供體嚴(yán)重匱乏,，中國每年心臟移植數(shù)量僅幾百例，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足患者需求,，大量患者在等待中死亡,。

心室輔助裝置是心臟移植外有效治療心衰的手段，歐美發(fā)達(dá)國家自20世紀(jì)中葉即開展相應(yīng)的研究,，如今已廣泛使用,，挽救了大批瀕死患者。

人工心臟是如何在人體內(nèi)工作的呢,？劉曉程介紹,，簡單地說，就是一個人工制造的血泵,，與心臟并聯(lián),，血液泵一頭連著心臟的左心室，一頭連著人的主動脈,。被植入人體后,，血液從左心室經(jīng)“流入管”進(jìn)入到血泵內(nèi)，血泵再將血液推出,，經(jīng)“流出管”輸送至升主動脈,，從而輔助患者血液循環(huán)。它可以起到部分或全部替代心臟做功的作用,。

“自2013年起,，全球植入心室輔助裝置的數(shù)量已遠(yuǎn)超心臟移植數(shù)量，其存活率也已超過心臟移植,，患者最長存活時間已超過15年,。”劉曉程表示,，雖然部分發(fā)達(dá)國家已將其納入醫(yī)保,，但因加上治療費高達(dá)20萬美金的費用，令人們望“泵”興嘆,。我國的心室輔助裝置研制起步較晚,，尚無物美價廉的產(chǎn)品服務(wù)國人。

第三代人工心臟遇上火箭技術(shù)

人工心臟,，被譽(yù)為“醫(yī)療器械皇冠上的寶石”,。這不僅說明了它的巨大價值,，也說明了其研發(fā)難度之大。人工心臟自誕生以來,，在世界上經(jīng)歷了三代技術(shù)的發(fā)展,，每一次跨越都是一次巨大的科學(xué)創(chuàng)新。

“第一代人工心臟使用的是氣動血泵,，非常復(fù)雜,、麻煩，很容易造成感染,，目前已基本被淘汰,；第二代人工心臟改進(jìn)為有接觸的旋轉(zhuǎn)泵。簡單說就是血泵有軸,，泵有軸就會增加摩擦,，從而降低機(jī)械效率，還容易引發(fā)凝血,?！眲猿探榻B，目前世界各國開始第三代人工心臟的研發(fā),，其共同特點是,，轉(zhuǎn)子與軸承沒有接觸，而是懸浮起來,?！拔覀冇玫姆椒ㄊ谴乓弘p懸浮的技術(shù)?！?/span>

磁懸浮轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中,，容易破壞血液里的細(xì)胞,，血液會凝結(jié)成血塊,，形成血栓。讓血液安全高速通過血泵是解決問題的關(guān)鍵,。因此第三代人工心臟對原材料的質(zhì)量,，激光焊接的光滑程度，齒輪轉(zhuǎn)子,、定子的同軸度,，電子元器件性能、參數(shù),，產(chǎn)品密閉性的要求都必須更加嚴(yán)格,。

“為了解決這些問題，我們找到了‘火箭技術(shù)’來幫忙,?！眲猿探榻B,，泰心醫(yī)院自2009年起，與中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院合作,，瞄準(zhǔn)當(dāng)時國際最前沿的第三代非接觸懸浮式心室輔助裝置開展研究,，因此這顆人工心臟也被稱為“火箭心”。

“火箭心”利用了50年來我國在運(yùn)載火箭伺服控制方面的技術(shù)積累,，采用磁液雙懸浮,、泵機(jī)一體化、電控雙冗余的總體技術(shù)方案,。

航天泰心科技有限公司的總工程師許劍說：“心臟所處的環(huán)境可比火箭要面臨的環(huán)境好多了,，我們是用造火箭伺服控制系統(tǒng)的研發(fā)團(tuán)隊進(jìn)行‘火箭心’的合作研發(fā)，在電機(jī),、流體,、控制、驅(qū)動,、材料,、精密加工等幾個領(lǐng)域都應(yīng)用了造火箭伺服控制系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)?！?/span>

以材料和精密加工領(lǐng)域為例,，“火箭心”采用的鈦合金材料，也是火箭制造的常用材料,，質(zhì)量輕且經(jīng)久耐用,。2012年針對生物相容性的問題，“火箭心”又通過專項技術(shù)攻關(guān),，取得突破進(jìn)展,，溶血指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

未來或?qū)⑷〈呐K移植

“與心臟移植相比,，植入人工心臟后,，只需服用抗凝藥，且易于監(jiān)測凝血功能,，不用像心臟移植一樣服用抗排異反應(yīng)的各種藥物,。”劉曉程表示,，隨著科技的發(fā)展,，人工心臟完全能夠取代心臟移植。

“而且第三代人工心臟從理論上講是沒有使用期限的,?！眲猿探忉專驗檫x用的是磁液懸浮,，轉(zhuǎn)子沒有磨損,。即使出現(xiàn)了故障,，人工心臟也是可以換的。不像心臟移植,，一旦被移植的心臟出現(xiàn)問題,，處理起來比較麻煩。

目前第三代人工心臟只需一根比筷子還細(xì)的導(dǎo)線從肚皮穿出,，連接控制器和電池,。“和心臟起搏器只需要弱電不一樣，由于人工心臟使用的是血泵,，需要電能來產(chǎn)生動力,，所以需要在體外連接電池?！眲猿瘫硎?，人工心臟需要兩塊體外電池，每塊電池各使用8小時,；同時,，像士兵帶著子彈夾一樣，人工心臟還有兩塊備用電池,，方便患者交替使用,，保證安全。

2019年3月,，劉曉程率醫(yī)療團(tuán)隊以人道主義救助形式,，將“火箭心”植入患者李先生和高女士體內(nèi)。目前,，李先生和高女士已健康存活超過550天,。

“小型化是未來人工心臟的發(fā)展方向?！眲猿探榻B,，目前最新研發(fā)的可應(yīng)用于兒童的“火箭心”只有90克，預(yù)計很快就能進(jìn)行動物實驗,。