普发真空助力CMS半导体应用
06-06
人造革、人造奶、人造肉……这几年，随着技术的成熟，各种“人造东西” “”不再是一个新鲜的话题，在业务层面也有很多应用。
但如果这是你第一次听说“人工心脏”，你可能会觉得有点不可思议。
有可能制造人造心脏吗？真的没关系。
人工心脏的起步比我们预想的要早得多。
2008年12月，心脏残疾的患者克拉克被植入了历史上第一颗人造心脏Jarvik7号，并成功存活了数天。
这个病例的临床结果也证明，依靠完全人造的机器来模拟心脏功能也不是不可能。
40年后的今天，患者心力衰竭晚期，靠人工心脏维持生命的案例还有数千例。
然而，这些患者并没有多少选择。
至少到2009年为止，全球只有Syncardia一家公司获得美国、加拿大和欧洲监管机构的批准，在这三个地方将人造心脏商业化。
一个新兴的挑战者是法国医疗器械公司 Carmat。
该公司近日宣布，其人工心脏产品已获得欧洲监管机构批准，将于今年第二季度上市。
为什么开发人造心脏的公司如此稀缺？开发这样的工件的目的是什么？这些都是我们很好奇的问题。
价值百万的心脏移植仍然是人工的。
据介绍，Carmat生产的人造心脏采用生物材料制成，模拟人体心脏中的两个心室、两个心房、四个瓣膜，还有传感器、锂电池等组件，可以自动调节血流量根据人体活动变化的速率。
但这种“心脏”也比传统人类心脏重三倍，目前只适合体型较大的男性和女性。
这样的科幻产品是如何打造出来的呢？这要追溯到当年。
当时，一位名叫阿兰·卡彭蒂埃（Alain Carpentier）的法国心脏病专家提出了研制人造心脏的想法。
为了实现他的目标，他需要找到一些对尖端技术非常了解的帮手。
阿兰找到了军事公司Matra的创始人让-吕克·拉加德尔，两人一拍即合。
他们立即开始利用原来制造导弹的实验室和工程师资源来研发人造心脏，并逐渐发展成为我们今天看到的Carmat公司。
2007年，Carmat进行了首次将人造心脏植入体内的试验，这是该公司开发的第一个替代真实心脏的人造心脏。
但事情还没有结束。
直到2018年12月，Carmat的人工心脏产品才获得欧盟CE认证，正式进入商业使用。
也就是说，Carmat从提出人造心脏的概念到真正开发出成品再推向市场，花了近30年的时间。
持续的投入和很长的时间周期，真正能够制造出人造心脏的公司确实很少。
目前，卡玛特计划重点关注法国和德国这两个患者数量较多的市场，然后拓展至欧洲前五名国家。
据Carmat首席执行官Stephane Piatt介绍，仅在欧洲就有大约1000人等待心脏移植，他们都将成为人造心脏的潜在用户。
更大的问题是价格。
目前，一颗人造心脏的单价非常昂贵，约为15万欧元，这意味着你需要支付1万多元才能完成移植手术。
然而，在高昂的成本面前，很多人仍然愿意放弃“初心”，将一个人造物体放入自己的体内。
因为很多时候，这可能是延长生命的唯一选择。
重建人类心脏并不是为了帮助人们通过人造心脏活得更久。
他们中的大多数人患有心力衰竭。
这也是目前人工心脏针对的人群。
我们首先需要了解心力衰竭疾病。
什么是“心力衰竭”？我们都知道，心脏是血液循环的重要器官，维持生命的一个重要特征就是拥有正常的循环系统。
至于心力衰竭，简单来说，就是心脏功能出现异常，没有足够的“力量”来满足血液输送的要求，从而出现包括呼吸困难在内的一系列症状。
治疗心力衰竭一直是医学界的难题。
如果是早期心力衰竭，通过调整作息、服用药物可以有效缓解。
但一旦进入高级阶段，就只能用外在的手段来拯救内心了。
一种方法是使用心室辅助装置。
相当于在你的心里安装了一个“水泵”，并连接到外部电源。
然后心脏泵内高速旋转的转子会产生压力，帮助心脏完成血液循环系统的工作。
严格来说，这里的心室辅助装置并不是严格意义上的“人造心脏”，因为它不需要摘除人类原有的心脏，而只是在上面安装一个“配件”。
但如果患者的病情更加严重，发展为双心室衰竭，单一的心室辅助装置就很难达到治疗效果。
这个时候，确实需要考虑“换心”了。
问题是用真正的人类心脏还是人造心脏来代替它。
▲ 截至2018年，国际心肺移植学会记录的心脏移植病例数分布在北美和欧洲。
根据Carmat给出的数据，目前全球至少有近万人患有心力衰竭。
但相比之下，每年仅进行10例左右的心脏移植手术，这意味着供应远远低于需求。
心脏捐赠者不够，这意味着许多人必须在生死边缘等待数月或数年才能获得移植，有些人可能在移植前遗憾去世。
这就是我们需要人造心脏的原因之一。
因为在心脏移植之前，即使是“假心脏”，也有机会延长患者的生命。
人工心脏的工作机制与很多人想象的不同。
至少在现阶段，我们还无法像《钢铁侠》那样直接将微型核聚变反应堆放在胸前来获得近乎无限的能量。
这就是现实中的人造心脏。
它实际上更像是一个外部插管装置。
如果你好奇医生是如何把它植入体内的，不妨看看这个YouTube视频，因为画面太血腥，不建议边吃东西边看。
▲ 两个人工心室需要穿过人体并连接外部气泵。
上图是Syncardia的人工心脏产品。
白色的块就是植入人体的“心脏”。
与之相连的管道也将穿过胸壁，连接到外部的便携式空气压缩机，让人造心脏完成其舒张和收缩工作。
单看构成，人工心脏与上面提到的心室辅助装置类似，但人工心脏设备明显更大、更重。
仅空气压缩机重6公斤。
关键是，患者无论走到哪里，吃饭、睡觉、上厕所，都要随身携带这个巨大的“充电宝”，还要忍受设备本身发出的噪音。
▲ 图片来自：The Verge 2016 年，The Verge 报道了这群被植入“人造心脏”的患者的生活。
有这样的描述：“史蒂夫·威廉姆斯经常需要有人陪伴。
一般来说，都是他的妻子来防止机器故障；他需要始终保持与电源组或电源的连接，并且他必须服用大量的血液稀释剂保证体温；不能泡水、看电影，也很少去公共场所，因为背包里的气泵总是会发出噪音。
”某种程度上，当患者被植入人造心脏后，这些电子仪器就成了患者身体的一部分，永远伴随着他。
人造心脏可以永久植入吗？在计算机图形渲染领域，光线追踪技术常常被视为该领域的“圣杯”，因为它可以给虚拟世界带来逼真的光影效果。
人造心脏也是医学界的圣杯之一。
毕竟人造器官是一件看似不可能的事情，而心脏又是人体最重要的部分。
现阶段，人造心脏更多地被用作“移植前的过渡设备”，而不是完全取代原来的人类心脏并永久植入。
因为就产品本身而言，人造心脏也是一种电子设备，里面充满了高精度的元件，必须要通电才可以使用。
因此，使用寿命、故障率等问题难以避免。
试想一下，如果人造心脏完全取代了人的心脏，过程中出现了故障，那就类似于电脑死机一样。
如果来不及救援，那人必死无疑。
2016年，Carmat进行的四项临床试验中也确实出现了类似的问题。
其中两名患者血液渗入人工心脏的驱动液，导致电子设备故障，导致患者死亡。
这也暂时导致卡马特暂停了人工心脏的临床试验。
根据现有记录，人工心脏能够让患者存活的天数很难保证。
有患者活了1-2年的情况，也有只活了两三个月的情况。
时间不定，很多人还活着。
因感染等并发症死亡。
既然如此，我们为什么还要植入这些具有不确定风险的人造物体呢？这始终是个人选择。
比如，当你到了关键时刻，一种选择是直接等死，另一种选择是暂时植入人造心脏，继续活下去，等待心脏捐献者的到来。
您会选择哪个选项？ ▲ 81例接受人工心脏移植的患者，移植后一年存活率为70%，而对照组35例未接受人工心脏的患者，一年后存活率为31%。
据统计，作为一种“过渡性”存在的人造心脏“疗法”确实可以有效提高患者的生存率，而大多数人都可以等到心脏移植手术的到来。
为患者创造一个活下去的机会，而不是真正打算用机器心脏实现长寿的奢望，才是现阶段人工心脏的真正价值。
在国内，一款名为“永仁心”的产品于2019年8月获得国家药监局批准上市，进入临床。
尽管它更像是心室辅助装置而不是完整的人造心脏，但作为第一个在中国获批上市的植入式心脏系统，它已经能够很好地填补这一空白，也许有一天，人类真的可以解决这一问题。
到那时，是否也意味着我们可以依靠“机械心灵”实现永生，甚至永生呢？当死亡不再是生命的终结时，我们可以再次讨论技术永生的话题。
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