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  • 花100万买一颗人工心脏,不是让你活到 200 岁的

      人造革,人造奶,人造肉……过去数年里,随着技术的成熟,各类「人造物」早已不再是新鲜的话题,在商业层面也有诸多应用。

      但如果你是第一次听说「人工心脏」,大概会觉得有些不可思议。

      原来心脏也能靠人造吗?还真的可以。

      人工心脏的起点比我们预想中要早不少。1982 年 12 月,名叫克拉克的心脏病患者就被植入了历史上第一颗人工心脏 Jarvik 7,并成功生存了 112 天。

      该例临床结果也证明,依靠完全人造的机器来模拟心脏机能,并非不可能。40 年后的今天,已经有上千例心力衰竭晚期患者,在依靠人工心脏维持生命。
      不过,这些患者的选择并不多,至少在 2021 年之前,全世界仅有 Syncardia 这一家公司,通过了美国、加拿大和欧洲监管部门批准,可以在这三地开展人工心脏的商用。

      新晋的挑战者为法国医疗设备公司 Carmat。该公司最近宣布,旗下的人工心脏产品已经获得欧洲监管机构批准,将会在 2021 年第二季度登陆市场。

      为什么开发人工心脏的公司如此稀缺?开发这类人造物的目的又是什么?这些都是我们所好奇的问题。

      百万元换心,还是人造的

      据介绍,Carmat 生产的人工心脏由生物材料制成,模拟了人体心脏内的两个心室,两个心房,以及四个瓣膜,同时还有传感器、锂电池等组件,可以根据人体的活动变化,自动调节血液的流动速率。

      但这颗「心脏」的重量也比传统人体心脏重 3 倍,目前只适用于体型较大的男女性。

      如此科幻的产物,是怎么制造出来的?

      这还得回溯到 1993 年。当时,一位名叫 Alain Carpentier 法国心脏专家,萌生了开发人工心脏的念头。为了达成目标,他需要找到一些对前沿技术非常了解的帮手。

      Alain 找到了军工公司 Matra 的创始人 Jean-Luc Lagardere,两人一拍即合,随即就开始动用原本造导弹的实验室和工程师资源,开始研发人工心脏,并逐渐发展到现在我们看到的 Carmat 公司。

      2013 年,Carmat 实施了第一例人工心脏入体的试验,这也是该公司开发的首个用于替代真实心脏的人工心脏。

      但这还没结束,直到 2020 年 12 月,Carmat 的人工心脏产品才获得了欧盟的 CE 认证,正式走向商用。

      也就是说,从提出人工心脏的概念,到真正研制出成品,再到上市,就花了 Carmat 快 30 年的时间。

      持续的投入,外加上超长的时间周期,真正能造出人工心脏的公司,的确是凤毛麟角了。

      目前,Carmat 计划先以患者数量较多的法国和德国两个市场为重心,随后再扩展至欧洲前五大国家。

      根据 Carmat 首席执行官斯蒂芬·皮亚特的说法,光是欧洲地区,就有约 2000 名患者在等待心脏移植手术,而他们都将成为人工心脏的潜在用户。

      更大的问题在于价格。目前一颗人工心脏的单价非常昂贵,大概需要 15 万欧元,等于说你得支付超过 100 万元人民币,才能完成移植。

      但在高昂的成本面前,仍然有不少人愿意抛弃「原装心」,把一颗人造物放到自己体内。

      因为很多时候,这可能是延续自己生命的唯一选择。

      人类重造心脏,不是用来长寿的

      戴着人工心脏生活的人,大部分都患有心力衰竭,这也是目前人工心脏主要面向的人群。

      我们需要先了解下心力衰竭疾病,什么是「心衰」?

      我们都知道,心脏是血液循环的重要器官,而生命得以维持的重要特性,就是拥有一个正常的循环系统。

      至于心衰,简单说就是心脏功能出现异常,没有足够的「力气」来满足血液输送的要求,从而出现包括呼吸困难等一系列症状。

      治疗心衰一直是医学界的难题。如果是早期心衰,那么靠调整作息,服用药物都能有效缓解,可一旦进入晚期,我们只能动用外部手段来拯救心脏。

      其中一个方法就是使用心室辅助装置。

      它相当于给你的心脏装一个「水泵」,并与外部的电源相连接,然后心脏泵里高速旋转的转子就会产生压力,帮助心脏完成血液循环系统的工作。

      严格来说,这里心室辅助装置并非严格意义上的「人工心脏」,因为它并不需要把原有的人体心脏摘除,仅仅是给它装了个「配件」。

      但如果患者病情再严重一点,发展到双心室衰竭,单颗心室辅助装置也很难达到治疗效果了,此时就真的需要考虑「换心」。

      问题就在于,到底是换一颗真正的人体心脏,还是换一颗人工心脏。

    ▲ 截至 2015 年,国际心肺移植协会记录的心脏移植例数,北美、欧洲占据大部分

      心脏不会凭空产生,有人要「换心」,也得有人「捐心」。

      按照 Carmat 给出的数据,目前心力衰竭疾病至少影响到全球近 2600 万人,但相对的,每年展开的心脏移植手术仅为 4000-5000 例左右,也就是说供给远远低于需求。

      没有足够的心脏供体,意味着很多人得在生死边缘等待数月或数年,才能获得移植机会,而有人可能在移植之前,就抱憾离世。

      这也是我们需要人工心脏的原因之一。因为在心脏移植前,哪怕是一颗「假心」,也有机会延长患者的生命。

      人工心脏的运作机制和很多人想象中不同。至少现阶段,我们还无法像《钢铁侠》那样,直接在胸口放一个微型核聚变反应堆,从而获得近乎无限的能源。

      这才是现实中的人工心脏,其实更像是一种外插管设备。

      如果你好奇医生是怎么把它植入体内的,不妨观看下这条油管视频,因为画面太血腥,不建议吃饭时欣赏。

    ▲ 两个人工心室需要穿过人体,连接到体外空气泵上

      上图这个是 Syncardia 的人工心脏产品。其中白色的块状物就是植入到人体内的「心脏」,与之相连的管线还会穿过胸壁,与外部的便携式空气压缩机相连接,让人工心脏完成舒张和收缩工作。

      单看构成,人工心脏和前文所说的心室辅助装置类似,但人工心脏设备的体积明显更大,更重,光是这一个空气压缩机,就重达 6kg。

      关键是,不管患者去哪,吃饭还是睡觉还是上厕所,他都得带着这个巨大的「移动电源」,并忍受设备本身发出的噪音。

    ▲ 图片来自:The Verge

      2015 年,The Verge 曾报道了这群被植入「人工心」患者们的生活,其中有这样一段描述:

    「史蒂夫·威廉姆斯时常需要有人陪在他身边,一般都是他的妻子,防止机器故障;他需要永远和电源包或是电源保持连接,同时得服用大量的血液稀释剂来确保体温;他不能泡水,不能去电影院,也很少去公共场合,因为背包里的空气泵会一直发出声音。」

      某种程度上说,当患者植入了人工心脏后,这些电子仪器也成了患者身体的一部分,永随其身。

      人工心脏能永久植入吗

      在计算机图形渲染领域,光线追踪技术往往被视为该领域的「圣杯」,因为它可以为虚拟世界带来接近现实的光影效果。

      而人工心脏,同样也是医疗界的圣杯之一。毕竟人造器官本就是一件看似不可能的事情,而心脏,更是人体最重要的部分。

      现阶段,人工心脏更多是被当做「移植前过渡设备」使用,而非完全取代原有的人体心脏,永久性植入。

      因为单说产品本身,人工心脏也是一个布满了高精密度元器件、得通电才能使用的电子设备,那么像使用周期和故障率这些问题,就很难避免。

      试想下,假如人工心脏完全替代了人体心脏,期间出了故障,那其实就跟电脑死机差不多,如果来不及救助,人肯定就挂了。

      2016 年,Carmat 公司开展的 4 例临床试验中还真就出现了类似的问题。其中两名病患因血液渗入到人工心脏的驱动液里,造成电子装置故障,导致患者死亡,这也一度让 Carmat 暂停了人工心脏的临床试验。

      按照现有的记录来看,人工心脏能让患者生存的天数也难以保证,既有坚持了 1-2 年的,也有只生存了两三个月的案例,时间不固定,其中有不少还是因为感染等并发症去世的。

      既然如此,为什么我们还要抱着不确定的风险,植入这些人造物呢?

      这始终还是个人抉择。好比说当你在濒危时刻,一个选项是直接等死,另一个选项是暂时植入人工心脏,继续活下去,等着心脏供体到来,你又会选哪一项?

    ▲ 81 例接受了人工心脏移植的患者,移植后一年存活率为 70%,而未接受人工心脏的 35 名对照组患者,一年后存活率则为 31%

      根据统计数据显示,作为「过渡疗法」存在的人工心脏,的确能有效提升患者的存活率,而且大部分人都能坚持等到心脏移植手术的到来。

      为患者创造一个活下去的机会,而不是真的打算用机器心实现长寿的奢望,才是现阶段人工心脏的真正价值。

      在中国,一个名为「永仁心」的产品已于 2019 年 8 月获得国家药监局批复上市,并在去年进入临床试验。虽然它更像心室辅助装置,而非完全的人工心脏,但作为国内第一个获批上市的植入式心脏系统,已经能很好地填补这块空白。

      或许终有一天,人类真的可以解决所有技术问题,研发出永久性,且没有任何副作用的人工心脏。等到那个时候,是否也意味着我们能够靠「机械心」,达到长生,甚至是永生的程度?

      当死亡不再是生命的终点时,我们可以再去讨论下技术不朽的话题。

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