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 人工心脏是在解剖学、生理学上代替人体因重症丧失功能不可修复的自然心脏的一种人工脏器。
人工心脏分为辅助人工心脏和完全人工心脏。辅助人工心脏有左心室辅助、右心室辅助和双心室辅助,以辅助时间的长短又分为一时性辅助 (二周以内)及永久性辅助(二年)两种。完全人工心脏包括一时性完全人工心脏、以辅助等待心脏移植及永久性完全人工心脏。
要想制成像自然心脏那样精确的组织结构、完全模拟其功能的人工正脏是极不容易的,需要医学、生物物理学、工程学、电子学等多学科的综合应用及相当长时期的研究。
从广义及泵功能这一角度考虑、人工心脏研究可以回溯到体外循环的动脉泵开始,即1953年Gibbons将体外循环应用于临床。心肺机利用滚筒泵挤压泵管将血泵出,尤如自然的搏血功能进行体外循环。而人工心脏这个血液泵恰是受此启发而开始研究的。1957年美国KOlff和Akutsn将聚乙烯基盐制成的人工心脏植于人体内生存一个半小时,以此为开端展开了世界性人工心脏研究。1958年日本及前联邦德国均设立了专门研究中心。1964年KOlff利用人工心脏使小牛生存24小时。1966年DcBakey将人工心脏用于瓣膜置换病例,辅助数小时。1968年开始临床研究,1969年动物实验生存记录为40天。同年Cooley进行了第一个临床病例植入一时性完全人工心脏后因合并症死亡。1970年Nose等的动物实验生存100天。1973年以后,动物实验成活率迅速上升:1976年Kolff试验牛成活 89天、122天;1980年度美和彦试验山羊生存232天、242天、288天;1982年12月1日美国盐湖城犹他大学医学中心人工心脏研究小组为一患者植入完全人工心脏使其存活卫 112天。
世界上虽已进行了几例完全人工心脏临床应用,但目前人工心脏仍处于动物试验为主的研究阶段。但已有的临床应用表明,完全人工心脏能代替自然心脏功能,用其较长维持循环是可行的,其前景是乐观的。
(图)这种型号为JARVIK-7的装置是世界上第一个试图永久性植入人体的人工心脏。它在1982年12月2日被美国杜布利兹医生植入病人体内后,使病人存活了112天。这种人工心脏的最大缺点是需要由体外装置提供动力的能源
早在1895年,雅各德曾试制人工心脏泵对机体的组织和器官进行灌流。本世纪30年代,在美国从事研究工作的法国医学家,因发明输血治疗法、首次完成器官移植和血管缝合术、发现滋养术等成就而荣获1912年诺贝尔医学和生理学奖的阿历山大.卡雷尔,与他的美国助手林德伯格共同研制出世界上第一个人工心脏。这是一种暂时的辅助性人工心脏,实际上是一种体外循环机。卡雷尔和林德伯格还是世界上第一个人工肺—“铁肺”的发明人。他们曾将铁肺植入病人体内,病人竟奇迹般地活了下来。
1957年美国开始完全人工心脏的研究。索尔兹伯里首先阐述了哺乳动物体内埋植机械的“人工物”代行机体器官机能是可能的观点。麦卡布展示出用氯乙烯树脂研制的人工心脏模型。真正的研究工作是由克夫和阿久津哲造开始的。1957年他们开始了有关人工心脏的基础研究。1958年制成塑料的人工心脏,并进行了以人工心脏置换狗心脏的试验,但这只狗只活了90分钟。
经过大量的动物实验之后,在一个很偶然的情况下,人工心脏用于人体。1969年,一位患有心脏肿瘤的患者在手术后心脏停止跳动,必须马上进行心脏移植手术。在未找到捐赠者心脏之前 ,暂时以人工心脏维持其生命长达64小时,直至等到捐赠心脏为止。但在捐赠心脏移植后32小时,患者还是去世了。尽管如此,它已证明,作为暂时性、部分取代心脏的辅助性人工心脏已基本取得成功。
1982年美国犹他大学的杜布利兹医师为患有心肌病的61岁男子装设人工心脏。此种人工心脏外部有驱动装置,患者借助管子与机器相连接,可长期使用,这种人工心脏是完全人工心脏,患者手术后存活了112天。
人类的心脏是具有精确控制作用的精致器官,它的生理机能目前还不完全清楚。现在,作为临时取代心脏功能的人工心脏已可以在许多医院中看到,并得到大量使用。但完全人工心脏仍在研究阶段,使用起来有很多不便之处。未来的人工心脏将驱动装置小型化并埋入人体,使用者无不适感觉并可自由活动,要达到这一步还需克服许多困难。
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