“心脏既然能长出来，就一定能被造出来。”
在植入“人工心脏”的第2天，42岁的A先生下床活动了。此前，他因病卧床多年，吃饭、洗澡都要靠人帮助。
“他的恢复很理想。术后第1天撤了呼吸机。”近日，主刀医生之一、医院心脏外科中心主任*克力告诉“医学界”，A先生患有扩张型心肌病，已处于终末期心力衰竭（以下简称心衰）。主治医生将其列入心脏移植等候名单。但按其现存心脏功能，预期寿命不足一年。“恐怕等不到移植的那天。”
A先生植入人工心脏后的造影。/医院供图
心脏是人体的“发动机”，心房负责全身血液回流，心室负责泵血。终末期心衰意味着这个“发动机”耗损到无法维修，随时可能熄火。几乎所有心脏疾病持续恶化，最终都会进展为心衰。
年12月3日，在南非开普敦，时年45岁的外科医生克里斯蒂安·伯纳德（ChristiaanBarnard）完成世界首例人体心脏移植手术。一颗因车祸丧生的25岁女性心脏，被植入一名55岁严重心衰男性的胸腔内。虽然该男性患者在术后18天因肺炎去世，但此举开创了新纪元，医学界开始尝试“以心换心”。
然而，这种救治模式注定是杯水车薪。手术费用及后期维护成本高昂是一方面。供体数量和匹配度，是待移植者面临的又一道关卡。此外，心脏是所有移植器官里，保存时间最短的。摘下来的心脏允许热缺血时间，仅为3-4分钟，在适宜温度下仅能保存6-8小时。这显著增加了移植难度。
《中国心血管健康与疾病报告》显示，据中国心血管病患病率推算，我国心衰现患人数约万，晚期心衰患者近万。中国心脏供体源的数量并不能满足中国心脏移植的要求。数据显示，-年，全国35家（不包括港澳台）心脏移植中心全面实施脑死亡心脏捐献以来，共完成心脏移植例。
*克力遗憾地说：“我们已经遇到过两三名急需心脏移植的患者，因为等不到供体而抱憾离世。”
只有上辈子拯救过银河系的“极少数”，才能得到这种极度稀缺的资源并获重生。而一颗通用的、能临时或永久发挥替代作用的人工心脏，成为终末期心衰患者的最佳选择。
克里斯蒂安·伯纳德教授因成功完成世界首例心脏移植手术而成名。/GettyImages
人工心脏不像“心”
人工心脏不是个新词。古希腊神话中，“死神”塔纳托斯拥有一颗铁心和一颗铜心。而拯救现代世界的复联绝对主角“钢铁侠”，亦是人工心脏造就的不朽超级英雄。
现代医学对人工心脏的定义是：用生物机械手段，部分或完全代行心脏的泵血机能，维持全身血液循环，属心室辅助装置/系统。年，美国心脏学会（AHA）在心力衰竭管理指南中，将心室辅助装置列为可选择的治疗方案之一。
基于人体结构，心室辅助装置可以分为左心室辅助、右心室辅助。同时作用于双心室的装置，被医学界形容为“全人工心脏”。
“从全球的情况来看，年6月-年7月，有近2.5万例患者接受心室辅助装置植入。”中医院再生医学重点实验室副主任周建业教授曾告诉“澎湃新闻”，人工心脏主要有3方面临床应用，作为等待心脏移植的过渡，为患者争取更多时间等到合适供体；为急性心衰患者提供短期替代支持，待心脏功能恢复后撤除；为终末期心衰患者提供长期替代，支持患者携带人工心脏长期生存。
在医院，经心脏中心多学科评估，*克力携团队为A先生安装了第三代人工心脏。其核心部件包括一个形如背包的体外控制器，和一个如水管三通接头的金属血液泵，有半个拳头大小。
图片来源：医院供图
“心脏就像一个泵，日夜不停地收缩和舒张，为血液循环提供动力。人工心脏旨在搭建心脏辅助流道，辅助实现血液循环。血液泵由两根人工血管和患者自身心脏相连。血液从心室经血管、流入血液泵。血液泵内叶轮转动，产生离心力，将血液泵出，经出血管流入升主动脉，部分或完全代替心脏功能。”*克力解释。
血液泵通过一根泵缆，连接到体外的控制器，患者需随身携带。*克力介绍，控制器约重3kg，内有提供动力的电池组和转速控制系统。
图片来源：医院供图“医学界”发现，第一、二代人工心脏分别为搏动泵和轴流泵。第一代搏动式人工心脏也被称为容积式泵，体积大，不易植入。第二代人工心脏体积变小了，但叶轮转速高，可能损害红细胞和凝血系统，易引起血栓。
*克力称，第三代人工心脏的设备体积小，易植入，运转时几乎不产热。由于采用非接触式轴承，核心零件可以不与周围成分发生任何机械接触而旋转，减少了机械摩擦带来的耗损问题。又因核心零件不和血液直接接触，血栓问题亦明显改善。
它也存在一些问题，如成本较高、携带不方便、高耗能，电池续航能力有限，易受外界磁场影响等。
“植入的人工心脏可以持续工作，直到进行心脏移植。除不能游泳外，患者能像正常人一样生活，可以散步、淋浴、正常工作及外出旅行。”*克力告诉“医学界”，国内第一例人工心脏临床试验的患者，已带机生存3年。而A先生也创造了一个记录，是全国首例正式上市的人工心脏（左心室辅助系统）植入手术患者。
图片来源：医院供图研发路：充满艰辛、并非坦途
“心脏既然能长出来，就一定能被造出来。”这是“人造器官之父”、人工心脏先驱威廉·约翰·科尔夫（WillemJohanKolff）说过的话。
年，科尔夫和时年35岁的日本学者阿久津哲三（TetsuzoAkutsu）合作，开发出世界首个人工心脏。阿久津在其文稿中说，研发思路始于对人体心脏的模仿，“无论如何都要让人工的看起来和真正的心脏一模一样”。他在办公室里摆满机床，揉捏粘土，浇灌石膏，切割金属。他没日没夜地工作，手工制作所有零部件。最终，成品出来了，形似真实心脏，有4个腔室，包括左心房、左心室、右心房和右心室，通过使用循环液压来产生脉动流。
威廉·约翰·科尔夫（左）和阿久津哲三。/ClevelandClinic
年12月12日（亦有说是年1月），在体外循环的支持下，科尔夫和阿久津将其研发的人工心脏植入实验犬体内。体外循环终止后，这颗人工心继续维持血液循环90分钟。年，相关实验结果在美国人工器官协会第四次会议上报告。
此后，全球越来越多的研究团队开启人工心脏尝试。
年，美国完成全球首例双心室辅助装置人体植入手术。美国医生丹顿·阿瑟·库利（DentonArthurCooley）为一名47岁男性，植入以其命名的“李奥塔-库利全人工心脏”（Liotta-Cooley人工心脏），作为心脏移植前过渡治疗。这是一颗气动的“人工心”，患者在外部动力协助下，靠它活了64小时，然后接受心脏移植。心脏移植术后32小时，患者死于假单胞菌性肺炎。
第二例人工心脏人体植入术发生于10多年后。年，主刀医生仍是库利，装置是升级版、有两个气动的双心室泵（Akutsu-Ⅲ人工心脏）。植入人体55小时后，患者接受了心脏移植。术后10天，患者死于感染、肾衰竭及肺部并发症。
库利用过的这两种人工心脏再未被用于临床。
图片来源于网络
年，美国犹他大学推出Jarvik-7全人工心脏，依然是气动双心室泵。年12月2日，该装置被首次置入1名61岁心衰患者体内。术后天，患者死亡。-年，约有名患者使用Jarvik-7，作为心脏移植前的过渡治疗。期间，患者的败血症及多器官功能衰竭发生率较高。年，美国食品和药品管理局（FDA）以不符合FDA管理条款为由，停止该装置的临床应用。
上世纪90年代后，Jarvik-7得以革新、改名，于年在美国、加拿大及法国成功应用于临床。年，美国FDA批准其作为移植前辅助治疗措施。年3月，美国FDA以“人道主义使用设备（HUD）”，批准其作为终点治疗。HUD是针对特殊医疗器械设立的，特指那些旨在服务少数特殊病患，在美国每年影响人数少于人，带来益处胜过使用可能造成的伤害或疾病风险。
年，全球首颗全内置全人工心脏问世，组成部分包括电动泵系统（含2个人工心室和4个瓣膜）、控制系统、电池及经皮能量传输系统（TET）线圈。置于体内的电动泵通过TET及射频交流系统，进行充电和信号传递。因为少了穿透胸壁的管线，患者感染风险大大降低。但这一设备体积大、重g，只适用于胸腔容积较大的患者。开发20多年来，它迟迟未得到美国FDA批准。
全球首颗全内置全人工心脏体积大，重g。/AFP“全人工心脏的研发之路充满艰辛，需要克服重重困难。由于早期植入后存在感染、出血和血栓栓塞，及生物相容性等严重并发症，使患者死亡，许多临床试用的全人工心脏项目被迫中止。”年，中国工程院院士、中医院院长胡盛寿在《全人工心脏离我们有多远？》中写道。
于是，一部分致力于全人工心脏研发的研究人员，如阿久津等，转攻单心室辅助装置。
*克力称，左心室是向全身泵血的主要动力源。在许多心衰重症病例中，若能解决左心室问题，即可提供足够的心脏功能。
临床试验也发现，一些使用左心室辅助装置的患者，最终恢复到不用辅助装置、也能靠原装心脏生活的程度。原因是，他们不堪重负的心肌在心脏辅助装置的协助下，得到宝贵的喘息时间，最终重获力量。这亦使其免于心脏移植。“移植后，患者需要长期、大剂量使用抗排异药物。这可能造成肝肾功能损伤，也会增加恶性肿瘤风险。”*克力说，植入心室辅助装置，患者要用的药物就简单很多，主要是抗凝。
数据显示，A先生所植入的左心室辅助装置，在国外已有患者持续佩戴10.5年。
年6月，25岁的美国小伙儿斯坦·拉金（StanLarkin）被媒体广泛