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美国科学家研发出一款人造心脏,可模拟人体自然脉搏供血,还可提供永久性修复

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发表于 2018-3-11 23:15:12 | 显示全部楼层 |阅读模式

在 2014 年,美国心脏协会首次发布对卒中及心脏病的统计数据,其中就提及了每年全球死于心血管疾病的人数,是 1,730 万,为位列第一的死因。


  而同期的全球全年总死亡人数则是 5,820 万(数据来自世界卫生组织),那么也就是心血管病死亡占比达到了约 29.7%,几乎近三成。


  据中国最新健康大数据显示,平均每 10 秒,就至少有 1 人死于心脑血管疾病,中国心脏病猝死人数世界第一,中国一年用于心脑血管疾病的治疗经费达到 3,000 亿人民币。


  为了挽救越来越多的心脏病患者的生命,科学家研制出的一种人造器官——人造心脏。


  近年来,随着技术的发展,科学家们造出的人造心脏性能越来越好,能更好的为人们服务。


  


  人造心脏即人造的心脏,可分为辅助人工心脏和完全人工心脏。辅助人工心脏又按照左右心室和辅助时间长短进行了分类。


  完全人工心脏则包括一时性完全人工心脏和以辅助等待心脏移植及永久性完全人工心脏。


  心脏好比人体内部的引擎,驱动人体的各个部分正常运转。从本质上而言,心脏是一种通过肺脏和机体维持供氧和血液循环的肌肉泵。


  一天之中,人的心脏要压送约 7,570 升的血液。心脏就像引擎一样,如果不小心保护就会损坏,压送血液的效率就会降低,进而会出现心衰。


  美国研发能提供永久修复的人造心脏


  近日,俄勒冈健康与科学大学(OHSU)开发出一款人造心脏,它最特别的地方是能为人们提供永久性修复。


  


  目前把人造心脏用于患者目的是让患者维持生命,等到合适的器官源,然后进行移植。但是这款人造心脏不同,它可以永久代替心脏发挥功能。


  它有什么特别之处呢?科学家告诉我们,这款人造心脏是由一个移动部件构成,构造十分简单,这就避免了阀门卡壳的危险。


  


  移动部件 是钛合金涂层的空心杆,它会悬挂在流体动力轴承上。这个装置功能与心脏的两个下腔室相同, 首先将血液输送到肺部,然后将血液输送到整个身体。


  这款人工心脏还有一个极其特别之处,就是它可以模拟人体自然脉搏以供血,而不是直接连续供血。


  科学家说道,这可以在很大程度上减少雪凝的发生,并且可以降低消化道出血和中风的风险。这个设备靠可充电电池组供电,电池组可以放在口袋里或戴在腰带上。


  早期的人造心脏已经成功短期植入牛和绵羊体内。科学家现在正在开发一个较小的模型,他们希望将其植入绵阳体内然后进行为期三个月的测试,如果成功,再考率人体测试。


  香港大学成功制造出世界首个迷你人造心脏


  近日,据 BBC 报道,香港大学教授 Ronald Li 历经 20 年成功制造出世界首个迷你人造心脏。


  


  研究人员使用干细胞,借助基因工程等技术,只需要几升血液,就能再造专属的人类迷你心脏。


  使用有人体细胞的人造心脏试药,可以有效测试药物毒性,从而改善药效,提高新药研发效率和减少研发成本。


  据中国心血管病报告 2017 概要的数据显示,中国现有心衰病人 450 万,但心脏捐赠者却十分短缺,人造心脏的出现将有望解决这一难题。


  世界首个3D打印软体人工心脏诞生


  2017 年 7 月,瑞士研究人员开发了一种人造心脏,这种人造心脏“在形状和功能上”非常接近真实的器官。


  


  它是由硅树脂制成的,重量是 390 克,比正常的心脏要多 80 克,而且包含了一个“复杂的内部结构”。


  模仿真实的人类心脏,这个模拟的心脏包含右心室和左心室。 这两个腔室不是由隔膜分开的,而是由另一个腔室通过加压空气压出。用于泵液的腔室模拟肌肉收缩。


  


  并通过 3D 打印技术成型。不过由于软材料的限制,但它的功能仅限于 3,000 次,或者是最长跳动的 45 分钟。


  人们希望这一发现将改变目前的血液泵的功能,研究人员称这种功能容易出现并发症。


  人类第一个人造心脏问世


  由于心脏对人体的重要性,在此之前,研究人员在人造心脏这一问题上进行了长达漫长的探索。


  1982 年,美国犹他大学医学中心的威廉·德夫里斯(William Devlis)博士领导的一个手术小组,给一名叫克拉克的心脏病患者植入一颗名叫贾维克的人类第一个人造心脏,开创了人造心脏移植的先河,震惊了世界。


  


  这颗人造心脏通过两条 2 米长的软管连到体外的一部机器上,压缩空气维持着这颗人造心脏的跳动。


  克拉克在手术后不久就能够站起来走几步路,自己吃东西。不过,这颗塑料心脏仅在他的胸腔里跳动了将近 1,300 万次,维持了 112 天的生命。这也是人们在人造心脏发展史上的初步尝试。


  人类史上首例永久性人造心脏案例


  


  接下来,研究人员仍进行了漫长而艰难的探索。直到 1995 年 10 月 23 日,一位 64 岁的英国退休电影制片人成为世界上第一位接受永久性电动人造心脏的人。


  这是人类史上首例永久性人造心脏移植,手术是英国牛津约翰·拉德克里夫医院的史蒂夫·韦斯塔比(Steve Westerby)医生主持实施的。


  植入的永久性电动人造心脏的设计者是美国德克萨斯心脏研究所,制造者是美国热动力心脏系统公司。


  全植入型人造心脏诞生


  


  1998 年底,全植入型人造心脏诞生,由美国德克萨斯州著名的外科医生迈克尔·德巴凯(Michael Debake)和美国宇航局的科学家们共同研制成功,外形仅有三号电池那么大。


  它可以植入患者的胸腔内,每分钟转动 1,000 次,能根据人体的活动情况自动调节泵的压力和速度,帮助因病症而丧失部分功能的心脏把血液输送到身体的其余部分。


  而此次人造心脏植入手术,植入的就是世界上首颗可以完全代替心脏功能并能完整植入体内的人造心脏,具有划时代的意义。




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发表于 2018-3-19 14:40:34 | 显示全部楼层
随着技术的发展,科学家们造出的人造心脏性能越来越好,能更好的为人们服务。
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