据美国心脏医学协会公布的材料,在1997年,全美有40000名等待心脏移植的患者,而能够得到合适供体的仅有2300人,只占总人数的6%。许多人就因为不能及时进行心脏移植而提早结束了生命。所以对人造心脏的需求十分迫切,它至少可供心力已经衰竭正等待合适供体的患者暂时用以维持生命。
目前,马萨诸塞州的Abiomed公司正生产一种机电泵,可以用来代替衰竭的心脏,所以也可以把它称作为“人造心泵”或“人造心脏”。得克萨斯心外科协会和马萨诸塞州医院的医生已经用这种心泵在牛犊身上做了试验。Abiomed公司的总裁大卫 · 莱德曼宣称,对人体进行这样的置换手术不会迟于2000年。
该公司正在小心地寻找第一位合适的手术对象,看来这位患者只能是已被宣布为脑死亡的植物人,让人造心泵维持其全身器官的存活。以前已有过让患者用心泵维持生命的先例,但适用性并不理想。第一位植入心泵的病人叫巴尼 · 克拉克,此人1982年在犹他州立大学医学院置换了Jarvik-7(心泵型号),此年他61岁,手术后存活了112天。第二位接受手术的病人是比尔 · 斯克洛德,存活了620天。这些病例证明:由外部提供动力、植入胸腔的这种心泵,能够延长生命的存活时间。
但是,使用了这种人工装置的病人却备受磨难,那简直不能称为“活着”。波士顿大学的医学伦理专家乔治 · 艾纳斯曾拜访了比尔 · 斯克洛德。事后艾纳斯说:“比尔痛恨自己的机械心脏,在装了这玩意儿后的第21天,血液曾遭到过一次污染,大部分时间只能通过插管靠流汁补充营养,伴随着体温忽高忽低而痛苦不堪;还有4次心泵被血块栓塞。”人造心泵的致命缺陷,引起了社会舆论的猛烈抨击,于是心泵的试验又回到了“非人体”的状态。
现在Abiomed公司的新型人造心泵“Pulsalor”正在实验室里用盐水做不间断运行试验,目的是要证明,这种用钛和塑料制成的心泵能在腐蚀性的液体条件下持续不停地完成1.6亿次运转,那相当于人的心脏在5年时间里的博动次数。
“Pulsalor”重900克,与心脏一样有4个活瓣,但只有两个“心室”(人的心脏有2个心室、2个房室)。心室由透明的塑料制成,外形犹如“汉堡包”,外面用金属壳密封,在金属壳内还安置了一架冰球大小的微电机,用以驱动泵的叶轮,这样,内部的液体就对瓣膜加压,使血液经过瓣膜流出。
“Pulsalor”与以前生产的Jarvik-7之间最大的区别在于,它是全自动的,配有蓄电池和电子组件,以控制泵的转速。这些部件的体积只有一本小记事本那么大,可放置在人体的腹腔内,不过驱动泵的电源需有12?20伏,蓄电池只能供它运转一小时,因此得不断地充电。充电系统由2组螺旋状的线圈组成,一组植入病人体内,另一组在体外,以电磁感应原理对体内电池充电,这样就可以避免由导线穿过肉体而引发的感染。
由于这架“心泵”要放置在人体的胸腔之间,所以它的安装空间前后不足12厘米,还要确保它能持续可靠地工作,可以想象,制作的要求非常之高,肯定要采用许多绝妙的技术。为了保证“心泵”工作期间不产生血栓和瘀血,还需要让使用“心泵”的患者定时服用稀释血液的药品。另一个问题是,安置在腹腔内的蓄电池和电子部件会对人体内的热量传送有所妨碍,影响虽然有限,但对与人工器件贴近的周围器官显然有害。
今天,除了Abiomed公司的“心泵”以外,还有宾夕法尼亚大学试制的“宾州心脏”,它的构造与“Pulsalor”相似,只是细节上略有差异。目前根本还谈不上“人造心脏”的市场利润,它还处在由政府投资进行试验的阶段。不过,这种“心泵”对那些一时得不到合适的供体而又处在危险状态的心脏病患者,作为过渡性的活命手段,是完全可行的。所以美国食品和药品管理局(FDA)已经批准,此类产品可用于等待心脏移植手术的患者。不过,在这之前,FDA要求Abiomed公司首先得完成小批量(12~20个)产品的一年期运转试验,以证明不存在机械故障的可能性。但Abiomed公司的总裁莱德曼已经信心十足地宣称:到明年,这种“心泵”将开始供人类使用。
[科学与技术(俄),1999年5月26日]