人工心脏到底能跳多久?
来源:中国科学报 发布时间:2014-01-24
■中国科学报记者 马佳

法国加尔玛生物医学公司设计的人工心脏图片来源:谷歌图片
一位75岁的法国老人在2013年12月18日在法国巴黎蓬皮杜医院接受了世界第一例人工心脏移植手术。由法国加尔玛生物医学公司设计的这颗人工心脏可以替代真正的心脏长达5年,这颗人工心脏有可能陪伴这名男性患者步入八十耄耋之年。
在法国加尔玛生物医学公司的网站上可以看到有关这颗人工心脏的介绍。这颗人工心脏采用手表式电池,重2磅(约0.9千克),几乎为健康心脏重量的3倍。因此,只适合于大约65%的患者。
这颗“心脏”两个心室的每一个都由一个膜分开,使得液压流体保持在一侧。一个电动泵让液压流体进出心室,流体让膜移动。而血液则在每个心室的另一侧流动。其中,血液所接触的那一侧的膜是取自包裹在牛的心脏外的囊组织,这让这颗心脏更具生物适应性。心脏内安有电子传感器,能够根据患者活动情况对血压及心率等进行调节。
手术尚待时间证明
这名75岁的患者是这颗人工心脏的第一例人体实验者。虽然手术已经成功,但是,手术的第一个月非常关键,将是这名患者经历的第一道坎儿。通常,心脏移植手术的病人最终都是因心脏衰竭而死亡。如果这颗人工心脏能够工作超过一个月,那么这家法国公司就将寻求有关监管机构的批准,使他们能为整个欧盟提供这项人工心脏移植手术。
心脏作为人体最重要的器官之一,与其相关的疾病也在夺取很多人的生命。据世界卫生组织估计,到2030年,可能有近2330万人会死于心血管病。不过,如果能够移植到一颗健康的心脏,很多人也将因此而获得新生。
但是器官移植一直都处在供不应求的状态,因此,如何能够通过其他方式取代捐献器官或作为补充,一直都是生物医学界关注的焦点。
对于人造心脏的研究,人类很早就开始进行尝试。1957年美国医生威廉姆·约翰·科尔夫(Willem Johan Kolff)将聚乙烯基盐制成的人工心脏移植于一只狗的体内,这只狗生存了一个半小时,这被看作是世界性人工心脏研究的开端。
1958年,日本及前联邦德国也都设立了专门的研究中心对其进行研究。
在这次第一例人体移植人工心脏手术之前,也有过人工心脏移植的案例,但此前都不能算的上是真正的心脏,只是在患者等待合适的捐献之前作为临时替代。
法国加尔玛公司首席执行官马尔切洛表示,他们对首次移植感到高兴,但仅仅因一次移植就得出结论为时尚早。
或解决器官移植难题
人工心脏并不是人类唯一希望自己能再造出来的器官。早在上世纪60年代,人工气管的相关研究就展开了。医生曾经尝试用橡胶或玻璃做的人工气管接到原有的气管上,但是这种与人体组织截然不同的人工气管很难与原有的气管完全吻合,而且它们也没有收缩和舒张的功能。
但随着干细胞研究的发展,人造皮肤、人造气管、人造膀胱都已经在医学领域取得初步成功。2011年,瑞典的外科医生就成功实施了首个自体干细胞培养的人造气管的移植手术。
美国韦克夫斯特大学再生医学研究所的安东尼·阿塔拉(Anthony Atala)一直都是人造器官的推崇者,并多年致力于人造器官的研究。
从1999年开始,已有7位患者接受了再生膀胱的移植手术,并得到康复。他们接受的人造膀胱就出自阿塔拉之手。他们接受手术7年后,已经完全适应了新的膀胱。而阿塔拉也并不满足于一种人造器官的研究,他同时还在研究20多种人体组织的再生培养。
2011年10月,在接受英国医学杂志《柳叶刀》的采访时,阿塔拉解释了再生器官发展中的问题。他表示,从一个器官的角度来看,最简单的结构是平面结构,通常只有一种细胞类型。管状结构,比如血管或者尿道,从结构上和生物学上就更加复杂。而第三种更为复杂的器官被认为是中空的器官,比如膀胱、胃和子宫。中空器官之所以更加复杂是因为它们的形状以及所包含的细胞种类与平面或是管状的结构相比有着更广泛的生理相互作用。
不过,泌尿器官的成功让他把目光投向了更复杂的器官,即实质器官,比如肝脏。他认为,如果他们的技术已经能够成功地再生尿道,那么这种技术就会在血管再生上起作用,同样对膀胱甚至心脏再生都将有价值。