OHSU團隊研發的人工心臟 Credit: Kristyna Wentz-Graff

需要進行心臟移植的病人往往需要輪候數月甚至數年之久,才可獲得一個適合的心臟進行移植手術。所以,一個能永久移植的人工心臟一直是醫學工程的目標,但是要克服感染、血栓等問題非常困難,而一個人工心臟越是精巧,就有越多零件可能會損壞。

為此,桑吉夫.寇(Sanjiv Kaul)和他在奧勒岡健康與科學大學(Oregon Health and Science University, OHSU)的團隊正在開發一個設計極其簡單的人工心臟,只有一個可動件、沒有閥,他們認為這會是第一個可與病人終老的裝置。

這人工心臟最初由理查.汪普勒(Richard Wampler)設計, 以含有中空桿的鈦管取代兩個心室(ventricle),該中空桿在鈦管內往復運動,模仿自然脈搏輸送血液進入肺部交換氧氣,再輸送至全身。寇希望它可以突破過往人工心臟的限制。

目前的困境

第一個人工心臟 AbioCor 在 2006 年得到美國食品藥物管理署(Food and Drug Administration, FDA)的有限許可,裝置在十五位患者身上後便不再被使用,約與葡萄柚相等的大小讓它無法用在孩童與多數女性身上。

目前只有一種由辛卡迪亞公司(SynCardia)製造的人工心臟在美國獲准使用,它僅作為患者在等待移植的過渡期間所使用的暫時性替代品,使用者需要在背包攜帶外接的空壓機來驅動心臟。

未來展望

其他公司也正嘗試開發可完全取代心臟的產品,例如克里夫蘭心臟公司(Cleveland Heart)與法國公司高瑪(Carmat),去年瑞士亦有研究者以 3D 列印的方式製作出人工心臟,但是經過 45 分鐘就開始劣化。

OHSU 的團隊用牛測試了初期原型,沒有發現問題與副作用,接下來他們計畫以綿羊進行為期三個月的試驗,測試縮小版的人工心臟,若然順利的話便能考慮裝在人體上,這個尺寸將可以用在小至十歲的孩童體內。寇認為有望在五年或更短的期間讓他們的設計造福病患。該設計將可能需要在體外以行動電源充電,但未來如果有更小、更高效的電池,便有希望完全整合進體內。

 

參考資料:

1. Mullin, E. (2018, March 16). A simple artificial heart could permanently replace a failing human one. Retrieved March 24, 2018.

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