书城教材教辅中小学生不可不知的科技发明
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第38章 人工心脏

3年的临床试验后,患者能移植一种能像真的心脏一样搏动的人工心脏,这将为不能获得移植的心脏病患者带来希望。

在研制能每年在全球范围内植入20000名由于缺少捐助者而无法接受拯救生命的心脏移植手术的患者的设备的竞赛上,法国的宣布是最新的。

美国已研制成两种人工心脏,Jarvik7和Abio Cor心脏,但这两种都有缺陷,卡尔庞捷教授的研究小组说:第一种有突出皮肤的电线,第二种会产生能导致中风的血块。

由卡尔庞捷教授和欧洲航空和国防公司(EADS)创办的Carmat公司介绍说,这种设备能密切克服这些障碍。人工心脏的传感器能自动调节心搏,检测机体需要:例如,当患者正在行走时,提高节奏,当患者休息时,减缓节奏。

私人证券公司——松露资本已在此项目投入5亿美元(400万英镑),该公司的拥有者免疫学家菲利普·普莱迪说:“当你半夜起床去洗手间时,你的人工心脏应该立即认知,否则你会倒在地板上。”

卡尔庞捷教授说,他已减少因使用生物合成的“假皮”及多孔材料制造心脏而导致产生血块的风险,他说:“这是迄今为止最重要的问题。”

充电仍然是重大障碍,两个充电方案正处于研究中。一是在颅骨内植入一个钛接收器,把体外电池的能量通过皮肤(不穿透皮肤)导入人工心脏。第二种方法与第一种类似,通过分别置于体内和体外的两个变压器给心脏供电。卡尔庞捷教授说:“电池电量可以支撑5~16个小时,之后必须给它充电以阻止人工心脏停搏。”

人工心脏已在牛犊和绵羊身上试验成功,在今后的2~3年时间里,作为临床试验,它将被植入末期心力衰竭患者体内。如果试验成功,法国人工心脏将于2013年替代移植。

“这些都是巨大的进步,”泰恩河畔纽卡斯尔的弗里曼医院心外科高级顾问莱斯利·汉密尔顿说,“移植对于固定的病人数来说是有限的,但是,人工心脏移植数是无限的。”他补充说。

知识链接:人工心脏瓣膜

俄罗斯专家最近利用坚固而且具有惰性的热解碳开发出一种由3个瓣叶组成的人工心脏瓣膜,瓣膜病患者接受这种人工心瓣移植后,可有效避免红细胞溶解及血栓形成等移植引发的副作用。

据报道,俄长期从事人工心瓣研究的“三个石炭纪”公司在现有的两瓣叶人工心瓣基础上,开发出由三个瓣叶构成的人工心瓣。俄科学院精密机械研究所专家对这种人工心瓣进行的试验表明,新式人工心瓣能保证正常的血液流动,接受移植的人其血压与正常心瓣产生的血压相差不超过5毫米汞柱,而且移植后出现红细胞溶解和血栓的风险也比接受二瓣叶人工心瓣低一半。

开发者解释说,新式人工心瓣利用热解碳材料制造而成。热解碳耐高温和腐蚀,呈生物惰性,利用热解碳制造的三瓣叶人工心瓣被移植到心脏后,不会因与血液或组织产生相互作用而影响正常的血液循环。

据介绍,这种新式人工心瓣的制造成本只有700美元,预计售价将在1000美元左右。俄专家说,目前世界上每1000人中就有1人患有不同程度的瓣膜病,其中14%需要接受移植手术,因此这种新式人工心瓣有望得到推广应用。