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核心提示：一個沒了心臟的人，每兩天騎行15公里，你敢信？
王十七，脫口秀演員，因患擴(kuò)張型心肌病，一直在等待心臟移植。
一個沒了心臟的人，每兩天騎行15公里，你敢信？
王十七，脫口秀演員，因患擴(kuò)張型心肌病，一直在等待心臟移植。
2019年，未能等到心臟移植的王十七突發(fā)心臟嚴(yán)重衰竭，這時，他只剩下一個選擇——使用人工心臟，這也成了他活下去唯一的希望。
就這樣，中國自主研發(fā)的磁懸浮人工心臟成為了王十七身體的一部分，王十七在脫口秀上講訴了這段坎坷的經(jīng)歷，引爆全場。
移植之后，王十七現(xiàn)在每天可以快走5公里，每兩天騎行15公里。
不得不說，這簡直是一個奇跡。
人工心臟：醫(yī)療器械皇冠上的寶石
心力衰竭是最常見的心臟病之一，因此也被稱為心臟病里的癌癥，每年數(shù)十萬人死于該疾病。
心力衰竭簡單來說，就是指心臟的泵血能力無法滿足身體需求，導(dǎo)致血流減慢，從而引發(fā)的一系列身體問題，其中大部分患者主要是左心室功能的衰竭。
所以說，要解決這個問題，就是需要恢復(fù)左心室的泵血功能。
但是現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)，很難從根源上解決這個問題，因此只能通過額外加一個機(jī)械泵，將血液輸送到人體的循環(huán)系統(tǒng)中來輔助或代替自然心臟的泵血功能。
這個就是王十七的【人工心臟】，所以準(zhǔn)確來說，這并不是可以把自然的心臟換掉的完整的機(jī)械心臟，而是一個【心室輔助裝置】。
心室輔助裝置就是通過一根管子，一頭連接心臟，一頭連接主動脈，然后中間有個機(jī)械泵，當(dāng)患者自己的心臟泵血能力不夠時，機(jī)械泵就發(fā)揮作用，增加泵血能力。
典型的人工心臟系統(tǒng)由血泵、驅(qū)動裝置、監(jiān)控系統(tǒng)、能源四個部分構(gòu)成，其中血泵是整個系統(tǒng)的最關(guān)鍵部件，也是技術(shù)難度最大的部分。
做好一個血泵有多難？
首先，因為血泵要直接跟人體血液接觸，而我們的血液又有著非常嚴(yán)重的排斥反應(yīng)。
這就給人工心臟的材料， 工藝等提出了巨大的挑戰(zhàn)，比如血泵的材料，肯定不能有任何的微小的脫落，否則外來物進(jìn)入血液就容易導(dǎo)致排至反應(yīng)或者血栓。
其次，人工心臟的氣密性要非常好，相當(dāng)于一滴水大小的空氣要想進(jìn)入血泵，需要花上百年的時間。
另外，這個東西還不能做的很大，不然在人體內(nèi)無法安裝，所以血泵要在保證一定泵壓的情況下，還要盡可能減小齒輪和電磁鐵等部件的體積。
現(xiàn)在血泵的直徑要縮小到50毫米大小，跟乒乓球差不多。
正因為如此，這樣的人工心臟才被稱為是醫(yī)療器械皇冠上的寶石。
人工心臟一開始是一種大體積搏動式容積流體動力裝置，這種裝置體積大不說，加對血液的有形成份破壞嚴(yán)重，溶血和血栓發(fā)生率高，后來被旋轉(zhuǎn)式血泵取代。
旋轉(zhuǎn)式血泵以轉(zhuǎn)子的支承方式為標(biāo)志，經(jīng)歷了從機(jī)械接觸式軸承、液體動壓軸承，到全磁懸浮軸承的發(fā)展歷程。
全磁懸浮式血泵則是在轉(zhuǎn)子和泵殼內(nèi)布置一系列磁鐵和通電線圈，通過它們之間的磁力作用，使得轉(zhuǎn)子可以在不同的狀態(tài)下都能穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。
在移植進(jìn)王十七身體之前，研發(fā)人員曾當(dāng)著王十七的面，將這顆心臟以各種方式摔到桌子上，無論怎么摔，這顆心臟一直能保持在一個角度去進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
我國科研人員經(jīng)過10多年的努力，千百次的反復(fù)實(shí)驗和調(diào)試才研制出了中國自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代磁懸浮人工心臟，被醫(yī)學(xué)界親切地尊稱為中國心。
此前不久，深圳核心醫(yī)療的超小型磁懸浮離心式人工心臟也已完成首例植入，據(jù)介紹核心醫(yī)療的產(chǎn)品為目前全球尺寸最小、重量最輕的磁懸浮離心式人工心臟。
未來方向
盡管人工心臟已經(jīng)拯救了不少人的生命，但是未來還有很多難題需要解決。
首先是無線充電。
無論第幾代人工心臟，都必須依靠外源性電源供給能量，由一根泵纜穿越體內(nèi)“隧道”對其進(jìn)行供電。
王十七也曾調(diào)侃，他的人工心臟有一條電線掛在左側(cè)，他母親平時還特意站在他左邊保護(hù)他。目前，國內(nèi)外已經(jīng)開始設(shè)計研發(fā)人工心臟無線充電的方式，我國的第四代就擁有了無線充電的功能。
其次是脈動性血流。
脈動血流可以輔助室間隔擺動，降低右心衰的發(fā)生率，并降低血栓形成和關(guān)閉不全的發(fā)生率。
同時還能增加血管彈性，提高組織灌注，減少患者消化器官出血，使得LVAD術(shù)后的患者獲益更大。在研的產(chǎn)品中，也更多以脈動血流為主要設(shè)計方向。
最后就是真正的全人工心臟(TAH)。
這可能比較符合大眾對于真正人工心臟的認(rèn)知，就是一個完整的心臟，可以取代自然心臟。
全人工心臟需要由生物材料研發(fā)而成，不需要移植者服用免疫抑制藥物。其內(nèi)部有一個復(fù)雜的傳感器和微處理器系統(tǒng)，它可以監(jiān)測病人身體內(nèi)部的變化，并根據(jù)病人身體機(jī)能需要，改變血液流動，能夠根據(jù)病人的活動來加速或者減緩血液流動，在機(jī)理上是與人類心臟最相近的人工心臟。
2017年7月10日，Nicholas Cohrs和他的同事在《人工器官雜志》上提出了一個關(guān)于人工心臟的新概念，心臟是在蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的功能材料實(shí)驗室由硅樹脂在3D 打印技術(shù)的幫助下制成。
根據(jù)2018年初的報告，最近使用各種聚合物而不是硅膠的人工心臟工作壽命仍然有限，只能提供100萬次心跳的有用壽命，在人體內(nèi)大約10天。
當(dāng)時，Nicholas Cohrs和他的團(tuán)隊正在試驗3D打印技術(shù)，努力開發(fā)一種可以使用長達(dá)15年的模型。
Nicholas Cohrs表示，“我們無法真正預(yù)測什么時候我們能夠擁有一個滿足所有要求并準(zhǔn)備好植入的最終工作心臟。這通常需要數(shù)年時間。”
王十七，脫口秀演員，因患擴(kuò)張型心肌病，一直在等待心臟移植。
2019年，未能等到心臟移植的王十七突發(fā)心臟嚴(yán)重衰竭，這時，他只剩下一個選擇——使用人工心臟，這也成了他活下去唯一的希望。
就這樣，中國自主研發(fā)的磁懸浮人工心臟成為了王十七身體的一部分，王十七在脫口秀上講訴了這段坎坷的經(jīng)歷，引爆全場。
移植之后，王十七現(xiàn)在每天可以快走5公里，每兩天騎行15公里。
不得不說，這簡直是一個奇跡。
人工心臟：醫(yī)療器械皇冠上的寶石
心力衰竭是最常見的心臟病之一，因此也被稱為心臟病里的癌癥，每年數(shù)十萬人死于該疾病。
心力衰竭簡單來說，就是指心臟的泵血能力無法滿足身體需求，導(dǎo)致血流減慢，從而引發(fā)的一系列身體問題，其中大部分患者主要是左心室功能的衰竭。
所以說，要解決這個問題，就是需要恢復(fù)左心室的泵血功能。
但是現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)，很難從根源上解決這個問題，因此只能通過額外加一個機(jī)械泵，將血液輸送到人體的循環(huán)系統(tǒng)中來輔助或代替自然心臟的泵血功能。
這個就是王十七的【人工心臟】，所以準(zhǔn)確來說，這并不是可以把自然的心臟換掉的完整的機(jī)械心臟，而是一個【心室輔助裝置】。
心室輔助裝置就是通過一根管子，一頭連接心臟，一頭連接主動脈，然后中間有個機(jī)械泵，當(dāng)患者自己的心臟泵血能力不夠時，機(jī)械泵就發(fā)揮作用，增加泵血能力。
典型的人工心臟系統(tǒng)由血泵、驅(qū)動裝置、監(jiān)控系統(tǒng)、能源四個部分構(gòu)成，其中血泵是整個系統(tǒng)的最關(guān)鍵部件，也是技術(shù)難度最大的部分。
做好一個血泵有多難？
首先，因為血泵要直接跟人體血液接觸，而我們的血液又有著非常嚴(yán)重的排斥反應(yīng)。
這就給人工心臟的材料， 工藝等提出了巨大的挑戰(zhàn)，比如血泵的材料，肯定不能有任何的微小的脫落，否則外來物進(jìn)入血液就容易導(dǎo)致排至反應(yīng)或者血栓。
其次，人工心臟的氣密性要非常好，相當(dāng)于一滴水大小的空氣要想進(jìn)入血泵，需要花上百年的時間。
另外，這個東西還不能做的很大，不然在人體內(nèi)無法安裝，所以血泵要在保證一定泵壓的情況下，還要盡可能減小齒輪和電磁鐵等部件的體積。
現(xiàn)在血泵的直徑要縮小到50毫米大小，跟乒乓球差不多。
正因為如此，這樣的人工心臟才被稱為是醫(yī)療器械皇冠上的寶石。
人工心臟一開始是一種大體積搏動式容積流體動力裝置，這種裝置體積大不說，加對血液的有形成份破壞嚴(yán)重，溶血和血栓發(fā)生率高，后來被旋轉(zhuǎn)式血泵取代。
旋轉(zhuǎn)式血泵以轉(zhuǎn)子的支承方式為標(biāo)志，經(jīng)歷了從機(jī)械接觸式軸承、液體動壓軸承，到全磁懸浮軸承的發(fā)展歷程。
全磁懸浮式血泵則是在轉(zhuǎn)子和泵殼內(nèi)布置一系列磁鐵和通電線圈，通過它們之間的磁力作用，使得轉(zhuǎn)子可以在不同的狀態(tài)下都能穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。
在移植進(jìn)王十七身體之前，研發(fā)人員曾當(dāng)著王十七的面，將這顆心臟以各種方式摔到桌子上，無論怎么摔，這顆心臟一直能保持在一個角度去進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
我國科研人員經(jīng)過10多年的努力，千百次的反復(fù)實(shí)驗和調(diào)試才研制出了中國自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代磁懸浮人工心臟，被醫(yī)學(xué)界親切地尊稱為中國心。
此前不久，深圳核心醫(yī)療的超小型磁懸浮離心式人工心臟也已完成首例植入，據(jù)介紹核心醫(yī)療的產(chǎn)品為目前全球尺寸最小、重量最輕的磁懸浮離心式人工心臟。
未來方向
盡管人工心臟已經(jīng)拯救了不少人的生命，但是未來還有很多難題需要解決。
首先是無線充電。
無論第幾代人工心臟，都必須依靠外源性電源供給能量，由一根泵纜穿越體內(nèi)“隧道”對其進(jìn)行供電。
王十七也曾調(diào)侃，他的人工心臟有一條電線掛在左側(cè)，他母親平時還特意站在他左邊保護(hù)他。目前，國內(nèi)外已經(jīng)開始設(shè)計研發(fā)人工心臟無線充電的方式，我國的第四代就擁有了無線充電的功能。
其次是脈動性血流。
脈動血流可以輔助室間隔擺動，降低右心衰的發(fā)生率，并降低血栓形成和關(guān)閉不全的發(fā)生率。
同時還能增加血管彈性，提高組織灌注，減少患者消化器官出血，使得LVAD術(shù)后的患者獲益更大。在研的產(chǎn)品中，也更多以脈動血流為主要設(shè)計方向。
最后就是真正的全人工心臟(TAH)。
這可能比較符合大眾對于真正人工心臟的認(rèn)知，就是一個完整的心臟，可以取代自然心臟。
全人工心臟需要由生物材料研發(fā)而成，不需要移植者服用免疫抑制藥物。其內(nèi)部有一個復(fù)雜的傳感器和微處理器系統(tǒng)，它可以監(jiān)測病人身體內(nèi)部的變化，并根據(jù)病人身體機(jī)能需要，改變血液流動，能夠根據(jù)病人的活動來加速或者減緩血液流動，在機(jī)理上是與人類心臟最相近的人工心臟。
2017年7月10日，Nicholas Cohrs和他的同事在《人工器官雜志》上提出了一個關(guān)于人工心臟的新概念，心臟是在蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的功能材料實(shí)驗室由硅樹脂在3D 打印技術(shù)的幫助下制成。
根據(jù)2018年初的報告，最近使用各種聚合物而不是硅膠的人工心臟工作壽命仍然有限，只能提供100萬次心跳的有用壽命，在人體內(nèi)大約10天。
當(dāng)時，Nicholas Cohrs和他的團(tuán)隊正在試驗3D打印技術(shù)，努力開發(fā)一種可以使用長達(dá)15年的模型。
Nicholas Cohrs表示，“我們無法真正預(yù)測什么時候我們能夠擁有一個滿足所有要求并準(zhǔn)備好植入的最終工作心臟。這通常需要數(shù)年時間。”
