早期發展
人體的心臟就像是一個泵,日夜不停地收縮和舒張,為血液循環做功。人工心臟可以替代人體心臟的“泵”功能,起到發動機的作用,讓血液繞過受損心臟,灌注全身。
從20世紀中葉開始,科學家們就已經開始了人工心臟的研發。共經歷了三代技術路線的演變創新與發展:第一代搏動式人工心臟、第二代機械軸承式人工心臟、第三代磁懸浮式人工心臟。
早期的人工心臟採用一個橡膠囊模仿心臟的收縮、舒張動作,稱為“搏動式人工心臟”。其裝置本身的耐久性較差,在泵血過程中對血液的損傷較大,導致較高比例的血栓形成、中風等嚴重併發症,且裝置笨重而不便攜帶,手術侵犯性較高,經皮管道易引起感染。這使得這類人工心臟主要限於用作心臟移植前的過渡手段。
第二代人工心臟則改變了設計理念,不再模仿心臟的動作,而是模擬心臟的泵血功能,由此產生了“軸流泵人工心臟”。這個人工心臟有一個可旋轉的葉輪,轉動後可以將血液從泵的入口輸送到出口。但在軸流泵的葉輪轉動時,血液中的細胞容易受到機械損傷,長期使用後,血栓和中風的風險也會增高。
要減少血栓,關鍵在於避免血液和機械軸承進行接觸。第三代人工心臟採用了離心泵葉輪,可採用磁液懸浮、磁懸浮、純水懸浮等技術讓葉輪運轉。其中,磁懸浮技術通過磁場作用,使得葉輪處於懸浮狀態,可在與泵殼完全脫離接觸的情況下高速旋轉,減少了形成血栓的風險。
發展歷史
2017年,美國雅培公司研發的全磁懸浮人工心臟HeartMate 3正式獲得FDA批准上市。
在全磁懸浮人工心臟的研發上,中國雖然起步晚,但起點高、進展快,已經迅速進入到第三代人工心臟技術陣營中。
2011年,蘇州同心醫療研製出中國第一顆全磁懸浮人工心臟,直徑為50毫米,厚度為26毫米,重量不到180克,並於2021年正式獲批上市。
深圳核心醫療自主研發出了更小的全磁懸浮人工心臟Corheart 6,直徑為34毫米,重量僅有90克,是全球最小最輕的全磁懸浮人工心臟,開啟了人工心臟小型化時代。
Corheart 6作為新一代超小型全磁懸浮人工心臟,因其體積小、重量輕,臨床手術侵犯性更小,適用人群更廣,填補了國內兒童植入人工心臟的空白。
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,實現了我國兒童左心室輔助裝置臨床套用從無到有的跨越。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。
2023年2月,浙江大學醫學院附屬兒童醫院又為一名年僅12歲、體重僅有30.2公斤的兒童終末期心衰患者成功植入了Corheart 6 ,刷新了國內兒童人工心臟植入患者最小年齡、最低體重記錄。
2023年,中國醫學科學院在中國醫學發展大會上發布本年度“中國21世紀重要醫學成就”,其中之一就是“創建第三代全磁懸浮式人工心臟”:自主研發全球最小第三代全磁懸浮式人工心臟,填補國內人工心臟產品領域空白,攻克高端醫療器械技術行業“卡脖子”難題。引領人工心臟手術技術、行業標準和臨床套用指南制定;建立技術團隊規範化培訓、臨床質量控制、術後患者管理和隨訪體系,被國內外譽為“全球最佳臨床實績”。
主要完成單位:中國醫學科學院阜外醫院、蘇州同心醫療器械有限公司、深圳核心醫療科技有限公司
主要完成人:胡盛壽、陳琛、余順周,等。
2024年4月,一顆由中國自主研發、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患者韓先生的體內,為他帶去了新生。