外行的报界常常以“身体零件铺”“真正的仿生人”等为题来宣传人工脏器。这些宣传都是不真实的。根据最近在美国加州安城召开的美国人工脏器学会议上,一些治学严肃的科学报告来看,人工脏器的研究确实取得了实质性的进展。

从长远来看,最有发展前途的是“杂交的”脏器,即植入天然的异体脏器或脏器细胞,让它执行功能,又用我们的技术防止机体对它的排异反应。

人工脏器仍然有它的重要地位,因为它可以大量制造、不引起排异的免疫反应并弥补脏器移植术某些不足之处。

以下是人工脏器的研究近况。

一、人工胰脏:明尼苏达大学的Buchwald在1980年底做出一种约为冰球大小的钛金属泵,并已给糖尿病人应用,它能够按照预先安排好的剂量计划向血流中输注胰岛素。这个机器目前工作良好。下一步的计划是设计一种利用外部磁力给出药剂的可变控制器。这种器件正在动物实验之中,估计不久可用于人体。

—种人工胰脏是Eaton和Schade设计的一种无线电器件,可以由病人直接操纵向血流中泵入15种不的餐间和餐时剂量。用一个光源显示器显示输注胰岛素的率、上一次用药的剂量及余存的胰岛素量。

然而,这些器件的缺点是不能对患者的血糖值作出直接的反应。故将来的方向是置入一个葡萄糖传感器。

目前美国约翰·霍布金斯大学的Fischell正领导着一项PIMS计划(可植入的按计划给药系统),关键部分是一个3吋直径、0.78吋厚的电池泵,能够根据病人的操纵给出药剂,并有一遥测系统可根据电信号改变PIMS的剂量安排。该计划的临床部主任Saudek宣称,这个计划将在1982年内作人体实验。

二、人工听觉器:旧的助听器只是利用无线电技术将音波放大和利用病人听觉的骨传导来弥补听觉传导部分的不足。目前研制的人工听觉器是将电极植入耳蜗,故仍然只能给获得性耳聋的病人带来听觉。

加利福尼亚大学的Schindler设计的八频道系统听觉器,可使病人听懂40 ~ 50%的普通词汇。

犹他Utah)大学的Eddington设计了另外一种听觉器,从一个固定在耳后的“石墨块引出六个电极植入耳蜗,另一侧则连接一个外部电子计算机,经过4名志愿者试用,能够辨认简单的词汇和乐曲,其中一例能区别元音及元音—辅音对。目前他们正在研制能够识别词组和句子的听觉器,准确度已达75%。

哥伦比亚大学的Dobelle正在试验一种无需植入的皮肤电刺激传感的助听器。他们正在利用综合计算机、语言识别技术,包括带电极的眼镜框架,研制综合皮肤刺激传感和视觉显示的技术,这种技术虽不如植入耳蜗的听觉器那么敏感,但简单、效果好而且便宜得多。

三、人工心脏:美国国立心、肺、血液研究所从1980年9月开始了一项发展可植入的能源系统的四年计划。

犹他大学的Be Vrices医师最近给病人植入了Jarvik-7型人工心脏,用两根约6呎长的管子与机器接通。但Pierce认为目前还不应该急于植入,主要的任务是要在长效电动力的左心室辅助器件上突破。Pierce估计解决这个问题,大约需要十年的时,研究方向是寻找浓缩的并可以反复“光电”的能源,但并不宜应用核能。

四、人工肺:(图1)Galleti从1957年就从事人工肺的研究,他最近三年来在山羊身上进行人工肺实验,最近试验的一种是流苏状盘曲在一起的微孔塑料管,曾经给切除了一侧肺的山羊移植并工作了数小时之久。Galleti认为全人工肺植入至少也将是两年以后的事。因为肺的功能远非仅仅交换气体一项,所以问题复杂,难度很大。他认为最有效的办法可能还是搞人工心肺。Landé就是从联合人工心肺来研究的,1980年他们报道了一种带离心泵的膜型氧合器。

4.2.1

目前最大的困难是,尽管可以维持机体氧和二氧化碳的平衡,但不能治愈肺部病理过程。如果一旦找到了防止肺血管闭塞和纤维化的方法,那么临床医师就会求助于人工肺,以便争取时间,治疗肺部病变。

五、人工肝脏:(图2)

体外暂时支持肝脏的器件已有多年的研究历史,包括将病人的血循环与狒狒、狗或透析系统接通,让病人的血流通过动物的肝脏或吸着剂,如活性炭或目前应用得更多的离子交换树脂

4.2.2

目前的支持系统只是一种解毒器。它是由覆有活性炭和阴离子交换树脂的乙酸纤维空管利用膜层血浆渗泳术来“清洗”血液。

4名急性肝竭昏迷的病人接受治疗,三例重新清醒,后来一例存活。5例慢性肝机能不全——其中四例原发性胆汁性肝硬化——均有血胆酸升和难治的瘙痒。经过治疗后瘙痒减轻50 ~ 90%。

六、人工视觉:目前尚处于原始阶段,电子计算机可以向眼睛”传递语言。

第一个接受人工视觉装置的病人Craig1965年因意外事故失明。10年后,外科医生给Craig的脑视觉皮层上植入了64个电极。这便是一种原始形式的电子人工眼刺激这些电极便产生一种闪光视感觉。后专家们使这些“闪光”变成“闪烁计数板”似的信息,并给Craig接上电视摄影机和计算机,他现在能分辨垂直和水平线条。将盲文译成一定安排的电极刺激,他可以用比手指识读快5倍的速度另读出来。目前专家们正在设计一套包括装在眼眶内的电视摄影机及装在眼镜架上的微型程序器来分析视物和控制刺激。

另一种研究是利用病人的皮肤感觉作为间接视觉。目前有一种拇指大小的电视摄影机,穿戴在腹壁皮肤上,电视机将视物摄录后再通过一个超声摄影机将图像画在皮肤上。

最近的一种人工视觉是利用电脑与电子计算机发出语言,例如视看对象是一根竹竿,那么你可以听到一个好像从竹竿的地点发来的立体声“竹竿”。同时从微型电视摄影机来的信息连接到显微程序过程并以触觉波传给病人,给出视看对象的方向和距离。

以上是人工脏器进展的情况,尽管取得了不少成就,但科学家指出仿生人只是一种幻想或神话,是不可能实现的。

[World Medical News,1981年第22期]