近日，據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》報(bào)道，一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，一種由人類心臟細(xì)胞制成并像魚一樣游泳的活體“機(jī)器魚”或可成為人造心臟領(lǐng)域的關(guān)鍵性突破。這項(xiàng)由美國(guó)哈佛大學(xué)與埃默里大學(xué)合作開(kāi)展的新研究發(fā)表于頂級(jí)期刊《科學(xué)》，研究人員使用自主研發(fā)的“生物混合體”設(shè)計(jì)了一種可以自主游泳的“機(jī)器魚”，這種生物混合體可以再現(xiàn)人類心臟肌肉收縮，幫助“機(jī)器魚”實(shí)現(xiàn)尾鰭擺動(dòng)（圖1）。設(shè)計(jì)靈感來(lái)自斑馬魚的形狀和游泳動(dòng)作，因外形生動(dòng)逼真，經(jīng)常會(huì)被誤認(rèn)為是真魚。

此次研究中，研究人員不再使用心臟成像作為藍(lán)圖，而是嘗試從心臟的生物物理學(xué)中汲取設(shè)計(jì)靈感，確定使心臟工作的關(guān)鍵生物物理原理，將它們用作設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使用心肌細(xì)胞應(yīng)用到系統(tǒng)中，創(chuàng)造一條鮮活可游泳的生物雜交魚。隨著心肌細(xì)胞的成熟，魚的肌肉收縮幅度、游泳速度和肌肉協(xié)調(diào)性在一個(gè)月后都有明顯進(jìn)步。

這個(gè)外型可愛(ài)的“機(jī)器魚”不到半英寸長(zhǎng)，由塑料翅片和紙脊制成，但尾鰭兩側(cè)分布兩層負(fù)責(zé)執(zhí)行收縮命令的心肌細(xì)胞，當(dāng)一側(cè)的肌肉細(xì)胞收縮時(shí)，另一側(cè)的肌肉細(xì)胞便會(huì)伸展。這種拉伸會(huì)觸發(fā)一種蛋白質(zhì)，促使它們收縮，從而觸發(fā)另一次拉伸，依此類推形成“自主游泳”的流暢動(dòng)作，在無(wú)任何干預(yù)情況下可維持超過(guò)100天。來(lái)自哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的研究員基特.帕克說(shuō)：“由干細(xì)胞培育的人造心臟可以造福心律失常（一種心臟節(jié)律的異常）的患者，此次研究的目標(biāo)是建造人造心臟來(lái)代替兒童畸形心臟，以期解決兒童可移植心臟供體缺乏的難題。此項(xiàng)發(fā)明標(biāo)志著向人造心臟邁出關(guān)鍵性一步”。

國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀：供體匱乏，仍存在巨大缺口

早在20世紀(jì)50年代，人工心臟的理念被提出。人工心臟被譽(yù)為“醫(yī)療器械皇冠上的寶石”，主要功能是利用生物機(jī)械手段部分或全部替代心臟泵血功能，維持患者的血液循環(huán)。人工心臟分為兩類：一類是把真正的心臟挖掉，用人工的機(jī)械心臟替代，屬于完全人工心臟；另一類為輔助人工心臟，即是將原有心臟保留，在旁邊放置第二顆“心臟”，與原有心臟協(xié)同工作。目前，臨床用途主要可分為三大方向（圖2）。

據(jù)悉，全球應(yīng)用于臨床的商業(yè)化產(chǎn)品之一的雅培第三代磁懸浮人工心臟，其2年生存率達(dá)79%，已接近活體心臟移植的存活率82%，顯著提高心衰患者生存率和生活質(zhì)量。當(dāng)前，全球已有超過(guò)30000例患者接受心室輔助裝置（VAD）植入，在美國(guó)、歐洲以及日本等地VAD已廣泛應(yīng)用于心衰治療。在中國(guó)，該類醫(yī)療器械的研發(fā)和應(yīng)用遠(yuǎn)不及歐美和日本，但同樣面臨著巨大的臨床需求，已成為目前心血管器械和臨床應(yīng)用的關(guān)注熱點(diǎn)。

據(jù)《中國(guó)心血管健康與疾病報(bào)告2020》，我國(guó)心血管疾病患病人數(shù)約為3.3億，其中心力衰竭患者約890萬(wàn)人，心力衰竭是全球唯一呈增長(zhǎng)趨勢(shì)的心臟疾病。然而2020年我國(guó)心臟移植治療心力衰竭總例數(shù)僅為557例，每年約有十萬(wàn)計(jì)的新增患者需進(jìn)行心臟移植。心臟移植由于供體匱乏，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足患者需求，許多患者在等待供體過(guò)程中失去生命。

人工心臟作為心力衰竭救治的有效方法，推動(dòng)了中國(guó)高端醫(yī)療器械領(lǐng)域的進(jìn)步，為心衰患者帶來(lái)福音，也成為科學(xué)家們努力攻堅(jiān)克難的重點(diǎn)方向。

國(guó)內(nèi)人造心臟發(fā)展進(jìn)程

人工心臟技術(shù)研發(fā)始于上世紀(jì)50年代，迄今共經(jīng)歷了三代技術(shù)路線的演變創(chuàng)新與發(fā)展：搏動(dòng)式VAD、機(jī)械軸承式VAD、磁懸浮式VAD。搏動(dòng)式VAD因裝置體積龐大，機(jī)械故障率高，已逐漸退出臨床應(yīng)用，而機(jī)械軸承式VAD對(duì)血液存在較大破壞、血栓發(fā)生率較高。為降低血液損傷幾率，人工心臟逐漸向微型化磁懸浮離心式VAD技術(shù)方向發(fā)展。下面，讓我們來(lái)近距離了解下國(guó)內(nèi)人造心臟進(jìn)展：

企業(yè)品牌：重慶永仁心醫(yī)療器械有限公司

成就：國(guó)內(nèi)首款植入式心室輔助產(chǎn)品；國(guó)內(nèi)第一個(gè)正式上市銷售的植入式心室輔助產(chǎn)品

優(yōu)勢(shì)：引入日本高科技，采用離心泵結(jié)構(gòu)的植入式左心室輔助系統(tǒng)，可對(duì)患者的心臟泵功能起部分替代或輔助作用

劣勢(shì)：價(jià)格不菲，普通家庭難以負(fù)荷；重量過(guò)重，導(dǎo)致患者行動(dòng)受限

2019年8月26日，中日合資企業(yè)重慶永仁心醫(yī)療器械有限公司生產(chǎn)的植入式左心室輔助系統(tǒng)EVAHEART I（以下簡(jiǎn)稱“永仁心”人工心臟）獲得國(guó)家藥品監(jiān)督管理總局批準(zhǔn)?！坝廊市摹比斯ば呐K是當(dāng)時(shí)唯一一個(gè)進(jìn)入臨床運(yùn)用的人工心臟產(chǎn)品，也是我國(guó)第一個(gè)正式上市銷售的植入式心室輔助產(chǎn)品（圖3）。

該產(chǎn)品系由日本HI-LEX集團(tuán)旗下的太陽(yáng)醫(yī)療技術(shù)研究所集日本早稻田大學(xué)、東京女子醫(yī)科大學(xué)、日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究所等科研機(jī)構(gòu)50余年基礎(chǔ)研究之經(jīng)驗(yàn)，以及20余年聯(lián)合設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的科技產(chǎn)品結(jié)晶。自2014年首次引入技術(shù)實(shí)施國(guó)產(chǎn)化，永仁心公司展現(xiàn)了一副“技術(shù)在手，天下我有”的游刃有余的姿態(tài)（圖4），在多項(xiàng)審批和臨床試驗(yàn)中進(jìn)展順利。

“永仁心”人工心臟具有“低轉(zhuǎn)速、大流量、脈動(dòng)性”等獨(dú)特技術(shù)特性，采用離心泵結(jié)構(gòu)的植入式左心室輔助系統(tǒng)，由體內(nèi)組件和體外組件構(gòu)成，通過(guò)搭建起心臟左心室到主動(dòng)脈的旁路，對(duì)患者的心臟泵功能起部分替代或輔助作用。

但這顆永仁心臟價(jià)格不菲，不是普通家庭所能承受的。一次手術(shù)下來(lái)，患者需要支付100多萬(wàn)元。不僅如此，永仁心臟重量有450克，電池等驅(qū)動(dòng)裝置重達(dá)3公斤，患者通常需要推一輛小車才能四處活動(dòng)，而且?guī)缀醪荒苓M(jìn)行打球、騎馬等體育運(yùn)動(dòng)。

企業(yè)品牌：蘇州同心醫(yī)療器械有限公司

成就：首個(gè)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)人工心臟；世界上更小的第三代全磁懸浮式人工心臟（截止2015年）

優(yōu)勢(shì)：解決創(chuàng)口感染難題，極大提高泵效率和安全性，減輕對(duì)血液成分的破壞，明顯減少出血和血栓事件的發(fā)生

劣勢(shì)：價(jià)格不菲，普通家庭難以負(fù)荷

2015年，同心醫(yī)療自主研制出了世界上更小的第三代全磁懸浮式人工心臟（圖5），直徑50毫米、厚度26毫米、重量不到180克，大小和乒乓球差不多，重量與手機(jī)相當(dāng)，這個(gè)“鐵疙瘩”被醫(yī)學(xué)界親切地稱為“中國(guó)心”。這顆“中國(guó)心”，在技術(shù)上不輸世界頂級(jí)人工心臟，相較美國(guó)頂尖的雅培HeartMate 3已經(jīng)更具優(yōu)勢(shì)。目前，該產(chǎn)品的相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)獲得了包括美國(guó)、歐洲、日本專利在內(nèi)的國(guó)際專利保護(hù)。“中國(guó)心”的問(wèn)世不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)人工心臟領(lǐng)域的空白，更為晚期心力衰竭患者帶來(lái)“心”的希望。

研發(fā)“中國(guó)心”的企業(yè)為蘇州同心醫(yī)療器械有限公司（以下簡(jiǎn)稱同心醫(yī)療），是國(guó)內(nèi)首家研發(fā)國(guó)際領(lǐng)先的人工心臟及其相關(guān)技術(shù)的高科技公司，目前該公司已注冊(cè)專利共45條，其中包含自阻尼抑制振動(dòng)的磁懸浮人工心臟血泵轉(zhuǎn)子及制備方法等。同心醫(yī)療曾創(chuàng)下國(guó)內(nèi)四個(gè)“唯一”：唯一純國(guó)資企業(yè)生產(chǎn)；唯一自始至終醫(yī)工結(jié)合；唯一國(guó)內(nèi)原創(chuàng)獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)；唯一全套產(chǎn)品國(guó)內(nèi)研制。

在正式獲批上市之前，全磁懸浮人工心臟在北京阜外醫(yī)院、武漢協(xié)和醫(yī)院，已完成臨床試驗(yàn)25例。2021年8月31號(hào)，“中國(guó)心”首例國(guó)產(chǎn)人工心臟植入術(shù)（圖6）患者從江蘇省人民醫(yī)院心臟大血管外科病房康復(fù)出院。

2021年11月25日，根據(jù)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局（NMPA）公示顯示，同心醫(yī)療產(chǎn)品CH-VAD植入式左心室輔助系統(tǒng)正式獲批上市。這款產(chǎn)品是我國(guó)首個(gè)獲得NMPA批準(zhǔn)的擁有完備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)人工心臟，也是全球范圍內(nèi)首個(gè)獲NMPA批準(zhǔn)的全磁懸浮式人工心臟。

成就：擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“超小型磁懸浮離心式人工心臟”

優(yōu)勢(shì)：臨床應(yīng)用場(chǎng)景廣泛；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)展示了極好的血液兼容性；功耗低，續(xù)航能力強(qiáng)，發(fā)熱少

劣勢(shì)：價(jià)格不菲，普通家庭難以負(fù)荷

磁懸浮技術(shù)使得人工心臟在血液相容性方面實(shí)現(xiàn)了本質(zhì)性的突破，但因技術(shù)復(fù)雜，在微型化方面仍面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。人工心臟的微型化可謂是“毫厘必爭(zhēng)”，因?yàn)楫a(chǎn)品體積小，醫(yī)生在手術(shù)植入術(shù)式（微創(chuàng)化）、植入位置的選擇上更加靈活，病人群體選擇更加廣泛，對(duì)病人的手術(shù)侵犯也更低，病人的生命質(zhì)量更能得到保障。

2020年10月，深圳核心醫(yī)療科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱為核心醫(yī)療）著力突破，其研發(fā)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品“超小型磁懸浮離心式人工心臟”于首次面世，直徑34毫米、厚度26毫米、重量約90克，對(duì)比國(guó)內(nèi)外官方公布的VAD領(lǐng)域數(shù)據(jù)，核心醫(yī)療的產(chǎn)品較市場(chǎng)現(xiàn)有的磁懸浮人工心臟直徑縮小了40%，重量減少了60%，系目前全球尺寸更小、重量更輕的磁懸浮離心式人工心臟。

2021年10月8日，全球首例具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“超小型磁懸浮離心式人工心臟植入術(shù)”在阜外華中心血管病醫(yī)院成功實(shí)施。該手術(shù)的成功實(shí)施，標(biāo)志著我國(guó)急危重癥心臟疾病的救治能力邁上新的歷史高度，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，具有里程碑意義。

從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，這款產(chǎn)品臨床應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，不但可用于終末期心衰患者的永久性治療，也可以用于心臟移植前的過(guò)渡治療、輔助心臟機(jī)能恢復(fù)的短期治療，以及部分替代ECMO的體外循環(huán)輔助和應(yīng)急性循環(huán)輔助治療等。

成立于2016年，深圳核心醫(yī)療作為一家超小型磁懸浮人工心臟研發(fā)商，得力于技術(shù)實(shí)力和人工心臟的市場(chǎng)潛力引來(lái)眾多資本的垂青。2019年11月，核心醫(yī)療完成數(shù)千萬(wàn)元的天使輪融資。2020年10月16日，深圳核心醫(yī)療科技有限公司宣布完成A輪融資，金額為近億元人民幣，投資方為聯(lián)新資本、普華資本和倚鋒資本。

人工心臟是復(fù)雜性極高的植入式醫(yī)療器械，涉及大量跨學(xué)科、跨行業(yè)、跨機(jī)構(gòu)的對(duì)話和溝通，由于學(xué)科和視角的多元化，企業(yè)、醫(yī)學(xué)界和監(jiān)管機(jī)構(gòu)都會(huì)有不同的理解。人工心臟的研發(fā)制造能力反映了我們國(guó)家的高端醫(yī)療器械科技水平達(dá)到了前所未有的新高度，更打破了歐美發(fā)達(dá)國(guó)家一直以來(lái)的壟斷優(yōu)勢(shì)。

如何讓人工心臟惠及廣大患者？小編認(rèn)為還需多方發(fā)力，共同努力：首先，企業(yè)方應(yīng)繼續(xù)加大投入，引入人才，創(chuàng)新技術(shù)和工藝，讓人工心臟的材料和技術(shù)等成本下降，更好實(shí)現(xiàn)醫(yī)工結(jié)合；其次，國(guó)家主管部門可嘗試在部分地區(qū)實(shí)行人工心臟植入手術(shù)的醫(yī)保部分覆蓋，減輕患者負(fù)擔(dān)，提高大眾對(duì)人工心臟的接受度；同時(shí)，需建立更科學(xué)的審批制度，為醫(yī)療器械創(chuàng)新企業(yè)開(kāi)啟綠色通道，助力更多技術(shù)或器械能夠快速落地，惠及廣大患者群體。