近日，一段关于“国产全磁悬浮人工心脏”的消息登上了热搜。早在2015年，我国就自主研制出了世界上最小的第三代全磁悬浮式人工心脏，经过数年的临床实验和应用，这款新型医疗器械证明了它的有效和可靠，来到了人们的视野中。
人工心脏属于先进的高端医疗产品，其技术长期以来被外国公司把控着。本次亮相的国产人工心脏不仅解决了从无到有的问题，而且技术水平世界顶尖，被医学界亲切地称为 “中国心”。
（图源：央视新闻）
心血管疾病一直是我国人民健康的重大威胁，其中心力衰竭作为诸多心脏疾病发展的末期阶段，已经很难进行有效治疗。这时，采用人工心脏辅助泵血，来完成心脏正常的生理功能，成了维持心衰患者生命，回归正常生活的重要治疗方式。
人工心脏如何挽救心衰患者？研制人工心脏的难点有哪些？中国如何迎接国产人工心脏的进一步应用？本期栏目，我们来聊一聊人工心脏那些事。
一、人工心脏——心衰患者延续生命的“第二选择”
心衰并不是原发性疾病，而是诸多心血管疾病发展的后期阶段。我国有庞大的心血管疾病患者群体，如果不加以治疗，其中绝大部分患者最终都会走向心衰。
心衰，简单来说，就是患者的心脏在诸多因素功能受损，心肌逐步失去正常性能，心脏泵血功能退化，人体血液循环失去动力，进而引发其他病变。
对于心衰患者的治疗，传统的针对病因的治疗手段已经难以达到目的，治疗的重点便聚焦在加强或恢复心肌功能。
图源：扬子晚报 https://news.yangtse.com/content/721738.html
然而，当人体进入到心衰阶段时，往往代表着心肌已经严重受损，且这种损伤是不可逆的。绝大部分心衰患者都无法通过治疗来恢复原有心脏的功能，这时等待他们的只有第二条路——选择替代品来代替原有心脏行使泵血功能。
在医学领域，同样的东西是最好的替代品。心脏的替代品的最佳选择正是另一个人的心脏。进行心脏移植手术，用健康的心脏替代原有的受损心脏，成了心衰患者的“第一选择”。
遗憾的是，很少有人能够接受心脏移植手术。目前心脏的捐献数量很少，手术成功率很低，仅有7%，并且手术对供受体双方均有限制。目前我国大约有1500万人被确诊为心衰患者，其中有130万到150万人为终末期心衰患者，而每年心脏移植只有300例左右，远远不能满足心衰患者的需求。
心脏是“生命之泵”
我们知道，心脏本质上是一个血泵，行使简单的机械功能。如果移植一种用人工材料制造的机械装置来暂时或永久地部分或完全代替心脏功能、推动血液循环，在技术上完全可行，这就是人工心脏的研发契机。
2001年，美国人罗伯特·图尔斯，成了全球第一位全内置式人工心脏移植患者。尽管术后他只存活了大约5个月，但与手术前奄奄一息接近死亡的状态相比，这次手术依然可以称之为胜利，它证明了人工心脏这一路线的可行性。
从那以后，全球越来越多的心衰患者选择了人工心脏这一“第二选择”，成功将生命延续下去。
二、“从大到小”——人工心脏的技术迭代
根据公开资料中国产人工心脏的尺寸与重量等相关参数推测，这枚全磁浮人工心脏属于左心辅助装置（LVAD）。
人工心脏主要分为两大类——全人工心脏和心室辅助装置。简单来说，前者是为心脏全面衰竭的患者而准备，具有心脏全部心房心室的功能，体积较大、结构较复杂，手术的成功率也较低。而心室辅助装置则是代替了某个心室的功能，相对来说结构简单，体积也可以做的更小。
我们知道，心脏由心房和心室两部分组成，心室负责将血液压入主动脉和肺动脉，因此负荷较心房大，肌肉发达，发生衰竭的概率也更大。由于左心室需要将血液压入主动脉，因此左室负担的压力更大，是全心发生心衰概率最高的部位。
事实也正是如此，在我国心衰患者中，左心室衰竭的患者占大部分。对于这部分患者，不需要植入全人工心脏，只需要帮助他们恢复左心室的泵血功能就足够了。这就是目前使用最广泛的人造器官——LVAD的作用机制。LVAD的使用前景广阔，需求量大，已经成为学界当前研发和应用的主要对象。
心室辅助装置（VAD）经过了多年的发展，技术上划分为三代，三代产品逐步完善，性能越来越满足临床需求。
第一代VAD的设计思路是对心脏的仿生，通过电机和阀门等装置直接模拟心肌和心脏瓣膜，达到代替心脏泵血的功效。这一代产品成功救治了数千例心脏衰竭患者，但这种产品体积大、故障率高、手术创面大，暴露出很多急需解决的问题，从2010年开始，第一代VAD逐渐被淘汰。
第二代VAD的设计借鉴了水力泵的原理，采用直流无刷电机产生抽吸力，通过手术将其与左室联通，将衰竭心脏中的血液泵入主动脉，以保证患者血液循环。第二代VAD抛弃了仿生的笨拙设计，将其简化为血液泵，大幅缩小了体积，解决了第一代产品产生的问题。第二代VAD在目前使用中最为广泛，目前全球应用数万例，最长可维持患者10年的寿命。
第二代VAD的结构
然而，机械轴承在经过长时间运转后，会产生磨损，血液在粗糙的构件表面会产生湍流，进而形成血栓，这成了第二代VAD面临的主要问题。
第三代人工心脏很好地解决了这个问题，其采用了无接触轴承磁悬浮叶轮，利用磁悬浮的原理，构件在运行过程中不产生直接接触，大大降低了产生血栓的风险。
更加精巧的磁悬浮“中国心”；图源：公开报道
三、人造器官层出不穷，人类准备好迎接“赛博时代”了吗
长此以往，人工心脏领域一直被国外主导，目前世界上最为广泛应用的产品，就是美国 Thoratec 公司推出的第二代心室辅助装置HeartMateII，目前已经应用3万余例，而中国则少有同类产品能够有足够的竞争力去与国外产品争夺市场。
而此次曝光的磁悬浮“中国心”，是首个成熟的第三代人工心脏产品，一转我国在前两代产品上落后的局势，在技术和成本上都有巨大优势。目前国外同代产品售价高达30万元以上，而国内产品成本据推测在十万元以下。如果国内企业把握住这个契机，那么中国的人工心脏产业完全可以弯道超车，在国内外市场抢占先机。
图源：https://s1.dgtle.com/forum/201710/29/133141nll2zz1relr114uw.jpg
然而，我们要清楚地认识到，目前的人工器官领域，我国的成就寥寥，这次的“中国心”就是为数不多的突破。除了技术水平与国外有所差距，在临床应用等流程上仍存在短板。这次的“中国心”在2014年技术达到成熟，却直到2021年也未大规模应用的情况也恰恰体现了这个问题。
结语：
除了人工心脏之外，人造角膜、人工肾脏、人工关节，以及更先进的义肢、义眼等人造物将越来越多地为病残人士服务，成为他们身体的一部分。如何确立人造器官的行业标准，如何立法保障移植人造器官群体的权利，如何在伦理上改变对人造器官的观念成了亟需全社会解决的问题。
在大火的科幻概念“赛博朋克”的世界观中，人类和机械的界限越来越模糊，在医学的飞速发展之下，这的确会发生在不远的将来。
而当下更现实的问题是，你准备好迎接人造器官的到来了吗？