8月14日，中央廣播電視總臺紀錄頻道（CCTV-9）播出紀錄片《創(chuàng)新的征途》第五集《守護生命》，走進泰達國際心血管病醫(yī)院和航天泰心科技有限公司，感受“火箭心” 從研發(fā)到應(yīng)用的突破之路。

中國人口平均壽命預(yù)期將達到79歲。僅僅在100多年前，中國人的平均壽命只有 30 多歲。這令人嘆為觀止的進步和許多因素有關(guān)，而其中一個無法忽視的原因就是醫(yī)學(xué)的進步。

此刻是手術(shù)臺上最為緊張的瞬間。 “有沒有血壓了？”這場起死回生的任務(wù)，已經(jīng)是年過七旬的泰達國際心血管病醫(yī)院院長劉曉程參與的第184次人工心臟手術(shù)了。他要在那顆垂死的心臟上植入一枚人工心臟，用機械的力量輔助生命跳動。人工心臟并非真正的心臟，而是一個乒乓球大小的機械血泵。 主治醫(yī)生將泵體縫合在心臟左心室內(nèi)的心尖處，通過泵內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將左心室的血液持續(xù)抽出，經(jīng)由一根人工血管繞過衰竭的心臟，直接泵入主動脈，保證全身供血。機械泵能夠根據(jù)患者活動量實時調(diào)節(jié)卸載量，自動匹配血液流量的需求。

人工心臟是一個國家高端醫(yī)療器械科技水平的標志之一。近幾年，國內(nèi)人工心臟技術(shù)發(fā)展迅速，已成為治療終末期心衰的重要解決方案。2009年，劉曉程聯(lián)合中國運載火箭技術(shù)研究院，花費4年時間研制出了中國版人工心臟，并將其取名為“火箭心”。

劉曉程說：“人工心臟就是用機械的方法來代替心臟泵血。16年前我就找到中國運載火箭技術(shù)研究院，我要和我的工學(xué)團隊交叉融合，他學(xué)醫(yī)，我學(xué)工，最后在我們的邊緣地帶產(chǎn)生一個新的產(chǎn)品。”

因此，每臺“火箭心”手術(shù)時，都會有兩位工程師站在劉曉程身旁，為其提供技術(shù)支持。

劉曉程與中國運載火箭技術(shù)研究院聯(lián)合研制的第一代“火箭心”，重量有180克。

“人工心臟越小，越好裝到人身上。人的心臟就這么大個，現(xiàn)在把裝置裝在心尖，裝置越大，它惰性就越大，會影響心臟的運動。尤其是體重小的人，包括兒童，沒法裝大東西，迄今全世界都沒有兒童用的心臟。” 劉曉程談到。

于是，劉曉程聯(lián)合運載火箭技術(shù)團隊隨即啟動了第二代 “火箭心” 的研制工作。

運載火箭技術(shù)團隊討論著：“哪一塊需要改？”“這些部位，重點是中間的部分和邊緣。”

這是研發(fā)團隊經(jīng)歷的上百次失敗中的一次，模擬實驗再次檢測到增高的剪切力，這塊小小的高剪切應(yīng)力區(qū)正是打碎血液中紅細胞的元兇。

劉曉程說：“紅細胞是運氧的，長得像個燒餅一樣。它除了運載營養(yǎng)，還運載著氧氣到全身各處，而且紅細胞又像葡萄一樣非常脆。怎么用泵把血打出去，又不破壞紅細胞，這很難。”

這種紅細胞在機械力作用下破裂的情況，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域叫溶血反應(yīng)，它會引發(fā)腎損傷和缺氧，嚴重時可致命。當(dāng)?shù)诙?“火箭心” 體積縮小后，必須提高血泵內(nèi)血液流速來維持身體所需的血液流量。但血液轉(zhuǎn)速過高又可能破壞紅細胞，導(dǎo)致溶血加重。

航天泰心科技有限公司研發(fā)部經(jīng)理范慶麟談到：“轉(zhuǎn)速、體積和溶血性能，是一組互相矛盾的參數(shù)，所以要在這些互相矛盾的參數(shù)里面尋找一個平衡。對溶血性能影響最大的是流體性能的設(shè)計，也就是葉片的設(shè)計。”

人工心臟的機械結(jié)構(gòu)大致由四部分組成：泵殼、葉片、電機和電器元件。為了在保持原轉(zhuǎn)速的前提下，兼顧效率又避免破壞紅細胞，醫(yī)工團隊經(jīng)過大量技術(shù)攻關(guān)，不斷優(yōu)化葉片的形狀。

“葉片是極其復(fù)雜怪異的結(jié)構(gòu)，它既不是橢圓，也不是雙曲線，不是那種標準的簡單曲線?！?范慶麟介紹道。

對葉輪的每處細微調(diào)整，研發(fā)團隊都必須反復(fù)評估其溶血風(fēng)險。

范慶麟坦言：“實質(zhì)上沒有好的方法，就是不停地嘗試。”

對于此刻的醫(yī)工團隊來說，那串復(fù)雜的流體力學(xué)方程式將成為未來拯救生命的密碼。

“我再給你一點啊，還是說你再加一點轉(zhuǎn)？”“不用加轉(zhuǎn)，你給我一點，我給你點。“泵手感反正很穩(wěn)定。” “出來了，看一看?！贬t(yī)工團隊交流著調(diào)試情況。

歷經(jīng)近百次的試驗，研發(fā)團隊研制的第二代“火箭心”，溶血指標大幅優(yōu)于國際公認最佳產(chǎn)品。

劉曉程自豪地說：“這是一個重要的里程碑，這是全球最小、最好的磁懸浮人工心臟，和它同類的產(chǎn)品重220克，這個第二代“火箭心”只有75克。”

信息來源：中央廣播電視總臺