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同济人让世界上体积最小的磁悬浮人工心脏跳动了起来!
2020-01-20 16:03:00
同济大学
作者:

  近日,同济大学附属东方医院刘中民、万峰两位教授于医院世博园院区动物实验中心,成功开展了第二例“东方心——人工心脏”植入的动物实验。

  “人工心脏简称‘血泵’,是和心脏移植并称为晚期心衰治疗的最有效的两种方法。植入的‘东方心’是世界上目前最小的磁悬浮人工心脏,如果一切顺利,这款人工心脏三年左右就能临床应用,造福患者。”手术当天,走下手术台的附属东方医院院长、心胸外科专家刘中民教授表示。

  现场:动物实验如同医院的平常手术

  手术当天清晨,给猪心脏不停跳植“东方心”手术一切就绪。全身麻醉的猪,安详地躺在手术台上等待实验,让人不由为其献身精神肃然起敬。手术台四周,形态各异的仪器设备,屏幕上显示的波动曲线、滴滴哒哒的声响,还有有条不紊忙碌的医生。在两盏无影灯下,医护人员各司其职,“用的基本上和医院常的手术设备和器械相同。”

  医生正对熟睡中的猪展开气管插管术,以备手术进行中连接呼吸机辅助呼吸。只见医生一边轻轻拨动着,一边小声讨论。因为猪的脖子很短,气管很难找寻,所以费了些周折才最终装好。

  那边,几位护士正在忙碌着,手术钳、手术剪、手术刀、纱布、手术线……不一会儿,手术器械就摆满了手术车的台面。这边,刘中民医生正在和工程师讨论磁悬浮人工心脏的技术问题。“我看这一头可以再短一点,出口这里可以再长一点,这样就比较完美了。”刘中民指着手术车上的血泵装置,比划着,“这里0.5厘米就够了。”

  据悉,这次实验用的“东方心”是由附属东方医院心衰研究所、上海市人工心脏与心衰医学工程技术研究中心自主研发,是目前世界上最小的磁悬浮血泵,总重约80克,具有体积小、功耗与发热少、溶血低、性能稳定等优点,具有良好的应用前景。

  手术遇到了一些情况,但进行得挺顺利

  准备完毕的猪被大家侧过身来,要展开手术了。手术车被推到了手术台右侧,护士小许站上岗位;穿好手术服,两位当今心外科的顶尖医生刘中民、万峰一左一右,开始手术。电刀烟起,猪的胸腔打开,屏幕上一颗鲜活的心脏在跳动。突然,两位医生停了下来,抬起头看看屏幕,“血压怎么这么低?”“利多卡因给我一支”“给盐水”……“好了好了,正常了”:经过一阵努力,手术继续。

  “现在可以给点肝素了。”

  “上除颤器。”

  “肾上腺素,推。”“70了。”

  随着各种指令,手术有条不紊地进行着。大家耳边不时传来“咕——咕——”“呜呜——”的声音,那是仪器警报的响声,这响声让两位专家略略抬了头,继续手术。

  监视仪上,在猪心尖上,先是缝上一只圆圆的小环,接着打孔器“顺着圆孔打下去,刘中民手拿好了“东方心——人工心脏”,他在左手拔出气囊的瞬间,右手将泵入口端插入心尖开口,动作一气呵成,出血量很少,此刻,屏幕上的心脏依然有力地跳动着。紧接着是吻合血泵后端的人工血管,将泵连通左心室与降主动脉。不知不觉已近下午一点。

  “启动血泵装置。”

  “好的。转速3000、4000、5000、8000,又降到6000、5000。”

  “好!”随着口令,人工心脏开始工作。

  “拆除辅助呼吸装置。”

  “准备关胸。”刘中民下达口令,离开手术台。

  人工心脏的研发与手术的顺畅是经过了20年的千磨万砥而来的。

  不停跳植入“东方心”意义重大

  走下手术台,刘中民又与工程师讨论起来。“材料的轻便、表面的光滑与负电荷、安装技术等等,可否统筹加以解决?”“垫片可否再窄一点,这样万一漏血了也不怕。”“泵里可否避免湍流,无死角。”刘中民说,所有的工作都要围绕注册来做,朝着临床应用的方向努力,像泵的材料、套环的边、线,还有各种配件,这样就可以做到一旦试验结题,产品就可以定型准备验收。两三年之内就有可能临床应用,实现产业化。

  刘中民介绍说,“这个泵要把血从左心室打到主动脉,但猪的胸腔很深,位置暴露不好,缝合操作难度大;还有,别看心脏一跳一跳地很有力,其实就像豆腐,要想在心尖上缝针,就和豆腐上走线一样,稍有不慎就肉烂了。”“后面再加一针,就是要缝密实一点,确保机械部分与心肌结合部的万无一失。”接着,刘中民对着旁边的工程师商讨可否用羊,“羊的脖子长、胸腔浅,手术难度没这么大。原来,猪的主动脉很短,要将人工心脏泵出来的血管吻合到降主动脉上去,十分不易,必须精湛的技艺加明察秋毫的心气儿。

  而作为国内不停跳冠脉旁路移植术第一人、国际知名心外科专家万峰介绍称,心脏不停跳条件下植入人工心脏的意义重大。首先可省去建立体外循环所需的繁琐步骤,节省手术时间,避免体外循环对实验动物的伤害。更重要的是,对于需要植入人工心脏的心衰患者来说,体外循环是大多数患者不能承受之重,因此不停跳植入方案的现实意义巨大。心脏不停跳手术,在心尖植入人工心脏泵体,将极大提升人工心脏的实用性,为将来进入临床实际应用铺平了道路。“人工心脏越是微型化,其操作性就越强。设想一下,一颗80克的人工心脏装在体内,一根电线接到腋下,在那里接上电源充一会儿电,就能自由自在想干啥就干啥。对于严重心衰的患者来说,这是多么美好的事情。”

  动物预实验术后6小时,动物清醒并顺利拔管,拔管后1小时顺利排尿约1300ml,生命体征平稳。负责实验的曹浩医生介绍,凌晨一点,猪就自主站立起来了。目前,考验“东方心”各项性能的工作还在持续中,实验猪一切正常。

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