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火箭技術(shù)造出的這顆“心” 點(diǎn)燃晚期心衰患者新希望( 二 )

科普火箭小知識(shí)劉曉程柳曉心臟移植


“第一代人工心臟使用的是氣動(dòng)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(jiǎn)單說就是血泵有軸 ， 泵有軸就會(huì)增加摩擦 ， 從而降低機(jī)械效率 ， 還容易引發(fā)凝血 。 ”劉曉程介紹 ， 目前世界各國(guó)開始第三代人工心臟的研發(fā) ， 其共同特點(diǎn)是 ， 轉(zhuǎn)子與軸承沒有接觸 ， 而是懸浮起來 。 “我們用的方法是磁液雙懸浮的技術(shù) 。 ”
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(huì)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(duì)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 。 ”劉曉程介紹 ， 泰心醫(yī)院自2009年起 ， 與中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院合作 ， 瞄準(zhǔn)當(dāng)時(shí)國(guó)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(guó)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(duì)進(jìn)行‘火箭心’的合作研發(fā) ， 在電機(jī)、流體、控制、驅(qū)動(dòng)、材料、精密加工等幾個(gè)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) 。 ”
以材料和精密加工領(lǐng)域?yàn)槔?nbsp;， “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(duì)生物相容性的問題 ， “火箭心”又通過專項(xiàng)技術(shù)攻關(guān) ， 取得突破進(jìn)展 ， 溶血指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平 。
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“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(cè)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 。 ”劉曉程解釋 ， 因?yàn)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(dòng)力 ， 所以需要在體外連接電池 。 ”劉曉程表示 ， 人工心臟需要兩塊體外電池 ， 每塊電池各使用8小時(shí)；同時(shí) ， 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(duì)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 。 ”劉曉程介紹 ， 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(jì)很快就能進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn) 。 （采訪人員 陳 曦）

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