法国的Zacouto和Corabeuf、美国的Akutsu和Kolff完成人工心脏的动物实验已过去25年了。近二年来，已在人体进行了三次人工心脏的移植手术。去年的柏林会议使全世界的专家学者有机会对目前的计划及今后的研究方向作了一次认真的总结。目前还没有理想的人工心脏能让病人忘却痛苦，使病人在一个“足够”的时间内行动自如（即意味着一个完全植入的系统）。我们着重来讨论并分析以下几个问题：
人工心脏存在的主要难题
为了保证人工心脏的完全植入和确保心脏病患者的活力，今天有两种方法可供选择。第一种是心室引流技术，即把一个人工心室放置在同病体心脏平行的位置，严格地说这就是心脏置换手术。该方法是把血液吸入心房或心室本身，然后使血液从主动脉推向心室出口处，在主动脉窦或房室引流中，全身循环是通过一只可以放置于胸腔或腹部甚至是体外的泵的作用下进行的。这种人体内外的心室辅助循环只涉及一个心室，通常是左心室，或二个心室，这样便能保证心脏病患者的全部功能，而病体心脏仍在原来位置。第二种方法同心脏移植的情形一样，在切除大部分心室之后，植入两只泵，右边的一只连接右心房和肺动脉，左边的一只连接左心房和主动脉，这二种技术心室泵完全代替了心脏的作用。这些系统中的零部件及存在的技术问题是相同的，即涉及到泵的本身、能量转换器及控制系统。二种方法的主要区别在子：采用第一种方法，假如病情的变化是可逆的，那么病人的心脏有可能在原位得到康复。而第二种方法正相反，已不存在停止使用心泵的可能，所以对所有人工心室的故障都必须立即替换故障器件，或进行心脏移植手术，从技术发展和目前的临床情况来看证明这两种技术是互为补充的，各自都有其适应症。目前为帮助处于绝望境地的病人，人们对心室引流技术抱有莫大的兴趣。
第一次试验是从1966年起在Houton由De Bakey小组进行的。接受二尖瓣手术的病人由于术后心室衰竭而没能存活，原位心室引流装置几天之内在心脏功能恢复之后便能延续病人的生命。这—技术是从1970年重新开始采用，另外还有几种差不多的变体。对于研制人工心脏大多数人是有顾虑的，所以首次临床试验及计划研究都非常细致。根据多数情况，在几天运转之后便能取出这一装置，康复后的心脏功能常常是很惊人的。由此获得了给大量病人做手术的依据。对手术病人完全恢复心脏功能是出乎意料的。放入这样一个装置，使病体心脏得到暂时完全的休息能使病情好转。但有关人体功能恢复的可能性还有待深入研究。
另外，某些人的心脏缺乏自然恢复能力，加上对心室辅助装置的恐惧，导致了采用心脏移植手术这一途径。最近一系列的试验取得了成功。譬如：分步进行的心脏移植手术，在植入一个临时人工心脏取得成功后，再采用新颖的抑制免疫治疗法，这样便可能延续病人生命。
但以上成果还存在两方面的问题：一、泵体和血管系统连接上的困难；二、泵体究竟该放在体内的什么位置。在心房壁上抽吸，或直接在心室壁上抽吸，泵的入口处存在着梗阻和停止能源供应的危险，即使在心室上面抽吸同样也涉及到在心室腔导管入口吸气的问题。这一问题还可让导管穿过心室壁本身，或穿过二尖瓣或主动脉瓣其中一个瓣膜孔。要保证一根延长的导管不出问题是困难的。有关泵体定位存在的困难，各研究单位都有不同的解决办法。泵的位置一般都放在胸腔和腹腔内，但有受压迫和主要器官形成溃疡的危险（肝、肾、肺）。放在体外也存在连接导管入口处感染的危险。其中有一个制作特别精细的装置Novacor，即利用泵体置于胸腹腔的同时植入活化剂和能量转换器。
上面提到过的原位人工心脏技术同样很重要，并对某些人工心脏作了实验估算，这种人工心脏有两个测定容量的隔膜和气体控制泵组成。为了保证血液的单向流动，两个瓣膜放在各心室腔的入口处。膜片的加速是由室内一定容量的气体排出所致。穿过胸腔壁接上一个导管接头，这一整个在体外的气室包括一个空气压缩机及操纵控制装置。这类实验在70年代就完成了，实验通常在小牛身上进行，有时也用山羊。这些实验证明了此类装量能使生命延长的可能性是完全存在的。至1984年1月1日有12头小牛采用这类装置已生存300天以上。而早期的实验经历了许多次失败，其原因都是人工心脏的“故障”（瓣膜的机能障碍，即由于力学功能不全，或栓塞的形成、泵体隔膜的破裂、控制系统的故障等）。失败的原因与经皮肤连接心泵的两根导管入口处的细菌所引起的感染并发症同样有关。出血和栓塞并发症非常频繁，更严重的是循环系统的机能障碍，和某些主要器官的病变。有二点需要说明：1. 小牛的生长发育非常正常，也说明没有并发症时小牛体质很好；2. 随着实验熟练程度的不断提高，小牛存活期也会稳定地延长。
四个人体移植实例
1969年6月4日Cooley给一位在心脏外科手术中将死去的47岁的病人植入了一只气动人工心脏。这颗心脏使病人活了64个小时，术后病人即死于感染并发症。第二次在一个不到12岁的孩子身上植入了一颗Akutsu研制的人工心脏，它在运转了39个小时后被取了出来，随即又给他进行了心脏移植手术，这孩子总计活了10天。第三次在盐湖城于1982年12月完成的，所用人工心脏采用了同样原理。最近的一次刚在Kentuky的路易斯城进行，病人52岁。
这些试验涉及到许多外科医生和工程师。总的问题就是泵的定位、循环功能及各种器官功能的研究，以及对血液在人工心脏内的流动所造成创伤的估计。据人说盐湖城J. Kolff的儿子W. Kolff给一些昏迷已超过文献记载时间（脑死亡）的病人移植了人工心……。
事实上，人体移植所出现的问题要比在小牛身上实验所观察到的问题要复杂得多。这两者间存在有很大差异首先，人所用的人工心脏尺寸要求非常高，而它们同样可用在大动物身上。按尺寸和其本身容量要求来加工也带来了许多问题，而要制小型化的泵体就显得很困难了。其次在于人工心脏的空气压缩机和监视系统零件的杂声所带来的危害性。再加上动物实验失败的一大堆原因，使得外科医生很为难。看来对已取得的成就还得重新取舍，例如泵体能源，和材料的选择。
在美国等举行的许多商水平的研讨会确定了从现在至1990年间切实可行的目标。这是一种可植入型带有两个心室和两个发动机的泵，在两年运转期内的可靠性为80%，它通过一个系在裤腰上的整体能源控制装来起动（见图）。在2000年前，对能全部植入的人工心脏来说，还不可能有任何合理而现实的预测。
今天的研究方向有四个：泵、循环系统、能源、新型材料。对于泵来说，不管是气动泵或现有的各种结构及和它有关的瓣膜，不管那些并不十分令人满意的外壳，易梗塞、嘈杂、易破裂等缺点，最终要使之和能植入的泵相适应。现在的研究集中在新型泵的原理和结构上。有关单位体积泵的隔膜调节是通过电动马达推动活塞的移动而实现的，还有一种非单位体积泵，即与马达推动相同的离心泵。能全部植入的“泵和隔膜的活化剂、电动马达”如能实现的话，就不再存在植入式泵的能源问题了。在离心泵内没有瓣膜，其效能同一般泵相同。它避免了一般泵所遇到的难题，但出现了另一个问题，即它的血液流动是非搏动性的。应该承认，理想泵的选择是一项长期而艰巨的工作。就拿所提出的在泵内的最佳自然血液流动来说，能否保持同天然心脏输出的一样，并长期保持下去呢？
循环系统
不管人工泵的类型怎样，关于泵输出量的自动调节都可能发生自动停止的情况。左右心泵的运转是完全对应的，起动和停止也相适应。相反，就应力而言人工心脏流量的提高不能自动调节，必须先提高心室腔的压力和心腔的搏动频率，调节充盈时间（心脏舒张期）和排出时间（收缩期）的比例。这样就得有一个控制装置，按病人不断变化着的需要控制不断测得的参数，这就是调整电线、信号传感器所需的应力。由于在使动物存活了几个月的人工心脏中观察到的目前还难以解释的问题使得制造这种复杂装置变得十分困难。静脉压上升，均匀的循环渐渐失调，人工心脏的流量就得相应加大，几乎是成倍地增加，几个月后发展到大大超过心泵输出量的极限。这种现象就要求有一种能与病人的循环状况相适应的缓慢的调节装置。
既然我们注意了能源问题，就应把气动和电动泵严格地区别开。使用气动泵就得给病人接上一只携带于体外的空气压缩机，随着技术的发展，已能把空气压缩机的体积制造得很小。并能把它放在装有轮子的椅子底座下。在此基础上还要有所突破的话似乎是很困难的。
人工心脏的电子或电磁操纵很容易，电池性能、电流经皮肤的传递能力现已有可喜的进展。两个线圈一根在皮下，另一根体外并同携带式的电池接通，便能传递足够的电源。植入这样一节电池便可保证，病人在二小时内完全自由活动。动物实验表明这种腰部皮下装置具有良好的耐久性，而且运转情况良好。在研究出植入式、能量充足、充电方便并能释放出激发心脏所需的15瓦特电源后，能源的研究将迈出决定性的一步。这一研究证明我们的研究方向是朝着电子人工心脏发展的，它比自1956年起发展起来的气动人工心脏更有前途。
人工心脏另一个棘手的问题就是生物材料。因所有可用于人体的材料，是制造人工心脏各元件中不可缺少的。天然或合成聚合物、金属、陶瓷的合成材料或经过处理的天然织物。在这些材料中，没有一种十分令人满意。最困难也最需解决的问题是心室本身和它与血液接触面的材料选择。目前考虑使用的各种性质不同的材料仍存在一个在其表面有形成凝血的危险。凝血会使材料变质而形成栓塞。天然材料表面的化学成分，物理性质（弹性、粗糙度、多孔性），及这些材料本身的制造质量都同凝血有极大关系。这些材料的耐久性不够是另一个有待解决的问题。
对于各种纯技术问题的粗略研究及目前的研究方法表明今天的人工心脏正面临一个技术挑战。因为今天所用的所有假器都是手工制作的，这也意味着在元件的加工质量是不精确的，如手工制作的膜压囊或心室隔膜就是众多失败的原因之一。在应用于人体的工作大规模地展开以前，制造过程的机械化、标准化，建造一个能确保产品质量的实验室在今天看来是必不可少的。
目前的需要
当某些病人由于其特殊性或某种实际原因而对心肺移植产生禁忌时，就得从今天的理论角度就可植入的人工心脏加以探讨。例如对于高度免疫病人，尽管作了抑制免疫治疗，但在移植心脏后仍出现了早期的排异反应，这种紧急状况只得进行人工心，脏移植，可这仅仅是一种临时性办法，它只能让病人的生命延长一些。目前要想很快地获得心脏移植的成功是不可能的。对几次异常的临床实例的回顾表明应该长期借助于人工心脏这一特殊技术。因此，美国官方卫生机构非常重视现实，打算从现在至1990年在美国进行150例心脉移植手术，同时加紧对能运转二年的部分可植入人工心脏的研究。日本报道说，他们的器官移植由于收集器官的困难及宗教、文化等原因而受到限制。
实际上以上的估计还很不全面，一个正确的评价还应重视容易被人忽略的三个问题：1. 技术本身的发展速度。很明显要及时解决技术难题从而来缓和供者心脏不足这一矛盾，还有《能让病人完全忘却病痛》的心脏是非常有诱惑力的。2. 对于依靠人工心脏维持生命的病人带给社会和自身的利益，也证明目前进行人工心脏研究的必要性。3. 随着其他治疗手段的不断发展，心室再外科技术和药理治疗将减少大量的不治之症，使更多的病人能接受心脏移植手术。不管怎样从人工心脏给人类和社会带来的福音展现出的前途是无比广阔的。
[La Recherche，1985年1月]