人工心脏的研究方法（优化人工心脏科研工作者如何）

来源：交汇点新闻客户端

交汇点讯 在心脏手术后，要让停跳的心脏再次运作起来，会造成心脏极大损伤，导致很多病人出现心脏术后的心功能不全。而心室辅助装置——也就是俗称的“人工心脏”，能让心脏得到充分的休息，使心功能得到较好的恢复。

南京医科大学第二临床医学院2020级心胸外科博士研究生管翔，也是南京医科大学第二附属医院（以下简称“南医大二附院”）心血管中心的一名外科医生，同时还是一名科研工作者，他通过科研参与制作了“人工心脏”，还改进了体外膜氧合（ECMO）股动静脉VA-ECMO插管的方式。他用自己的专业知识为更多患者“以心护心”。

优化“人工心脏”，救助心力衰竭、心功能不全的患者

为了让手术后病人心脏良好运作，传统方法会使用大剂量强心药物。但这种药物的使用并不能从根本上降低心脏负荷，反而会造成严重的心力衰竭。

而心室辅助装置——也就是俗称的“人工心脏”，相较于现有的强心药，对终末期心衰或者严重的心脏术后心功能不全是一种很好的治疗方式，它能替代心脏工作一段时间，有效地降低心脏负荷，让心脏得到充分的休息，使心功能得到较好的恢复。

但是目前国内发展心室辅助装置仍比较欠缺，且进口设备价格高昂，对于患者而言是一笔沉重的经济负担。于是在导师李庆国的带动下，2017年起，管翔开始接手心室辅助装置的研究项目，和团队成员一起展开研发。

“设备该如何工作？如何避免在设备运转过程可能导致的并发症？”解决这些问题都需要一定的临床经验，为此，管翔参与制定了全流程的设备定义、设备需求、设计规划、结构优化，以及后期的实验验证方案等等。

然而研究过程并不一帆风顺，大大小小的问题层出不穷，其中红细胞的溶血问题就是一个很大的难题。如同电风扇转动时扇叶与外壳间容易跑入灰尘，叶轮泵作为一种机械轴承离心泵，一直存在红细胞容易从机械泵的转轴与外壳的缝隙处钻入的问题。轴承间隙剪切力造成血小板表面受体和VWF的破坏会导出出血，轴承间隙的死区会造成凝血成分的沉积，进而血小板异常激活导致血栓形成。

为了解决这个问题，管翔所在团队提出，在电机内打入生理盐水以形成一个正压，从而防止红细胞的进入。经历了反复试验，多次迭代设备，更换轴承密封材料，结构设计整改，历时两年，最终该设备的溶血指标达到国际上对心室辅助泵溶血的要求，并且在实验中没有发现血栓和对实验动物终末脏器的严重损伤。

目前，该项目已经顺利完成动物实验。而他所在的团队已经开始研究磁悬浮的新式泵，改进原本机械轴承存在磨损的问题。

管翔所在团队也凭借这项基于叶轮泵的经皮心室辅助装置的研究获得“挑战杯”比赛校级特等奖、江苏赛区特等奖、全国特别一等奖等众多荣誉，刷新学校的历史最好成绩。

改良插管方式，降低患者心脏的后负荷

体外膜氧合（ECMO）从心肺转流技术中发展而来，能够辅助心肺功能。它在挽救危重患者生命中有重要作用，是挽救常规治疗无效的心肺功能衰竭的新型方法。

ECMO一般分为两种模式：一种是静脉·静脉ECMO（VV-ECMO)，即从体内引出静脉血在体外氧合和二氧化碳移除后血液回归静脉循环；另一种是静脉-动脉ECMO（VA-ECMO），即从体内引出静脉血液在体外氧合，移除二氧化碳后回归动脉循环。

对于股动静脉的VA-ECMO，它的插管方式是通过股动脉插入，也就是说，它的血液流动方向是从腿部自下而上的，而正常的心脏射血是通过主动脉自上而下的，二者逆向流动，就增加了患者心脏的后负荷，即心脏收缩以后遇到的阻力。

通过对这一问题的思考，管翔所在团队探索出了一系列更好的插管路径——自锁骨下动脉的灌注或引流。由于不同的插管路径的血管直径和曲屈程度不一样，所以管道的设计也不一样。现有的插管并不适合进行锁骨下动脉灌注。他们团队设计了一系列新式的插管，管翔也参与了对管道的材质、壁厚、角度、长度和一些介入血管的结构的改进。目前该项目正在临床申报的阶段。

上面这张照片里的小姑娘，是“心佑工程”陕西白水站的患儿，从陕西千里迢迢来到南京进行手术，路途遥远，劳累紧张。于是“心佑工程”团队暖心地为患儿及家属准备了花束，身为其中一员的管翔，亲手将花递给了这个可爱的小姑娘。

每一次有患儿抵达南京，“心佑工程”团队都会安排医生准备鲜花，并前往接站，也预祝他们在南京的手术安全顺利。

地区发展不平衡导致新疆等地一些地方的医院缺少心脏超声诊断所需条件，加上对先心病认识不够，导致很多患儿错过了先心病的最佳治疗时期。管翔觉得，“对这些年轻心脏病患者的救治，是很有意义的。一个20岁不到的孩子，错过了最佳治疗时期是很可惜的”。

2014年，管翔所在的南医大二附院心血管中心展开了一项对先心病患儿进行免费救助的项目——心佑工程。7年来，团队长途跋涉，穿越西藏、青海、新疆、贵州、陕西等多个省（区），行程20多万公里，免费筛查了数万名儿童，救治了数百名困难家庭先心病患儿。

管翔从读研时起就在南医大二附院心血管中心，因此接触到了心佑工程，并积极参与其中。他先后去过沭阳、泗阳、泗洪等苏北数十个乡镇，接诊过的患儿来自西藏、青海、新疆、贵州、陕西等多个地区。

在苏北，一位父亲自己患了胃癌，但两个孩子都患有先天性心脏病，为给两个孩子治病他不顾自己的病情，但也只能筹够一个孩子治病的钱。管翔所在的团队得知此事后免费为他的两个小孩进行了先心病手术，并在医院支持下为这位父亲也进行了一些免费的治疗。虽然这位父亲遗憾离开了人世，但是他救治两个孩子的心愿在“心佑工程”团队的帮助下终得以完成。

这些令人动容的故事让管翔更加坚定，他要用自己所学去尽可能地救治患者，在救助心病患者的路上“以心护心”。

新华日报·交汇点记者 蒋明睿

编辑: 谢诗涵

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