火箭技术创造的"心脏"为晚期心力衰竭患者点燃了新的希望
该心脏辅助装置被称为"火箭心脏",在中国拥有原始的自主知识产权,充分利用了我国火箭制造的多种技术,是医务人员紧密结合的智慧结晶。
你能想象吗?一个直径只有5厘米,重量只有180克的装置,可以取代心脏,为终末期心力衰竭患者带来新的生命。这款名为"火箭心脏"的心脏辅助装置在中国拥有原始的自主知识产权,充分利用了我国火箭制造的许多技术,也是医务人员紧密结合的智慧结晶。
9月15日,纯种国产人造心脏在天津国际心血管病医院(以下简称泰新医院)成功植入了63岁的终末期心力衰竭患者马先生,标志着纯种国产人造心脏正式进入临床试验。
火箭心脏"项目临床试验主任、泰新医院主任刘小成教授说,目前,心力衰竭的发病率呈快速增长趋势,是多种心血管疾病的终末期表现。一些数据显示,世界上约有8000万心力衰竭患者,保守估计中国有1600万心力衰竭患者。
传统的治疗终末期心力衰竭的方法预后差(预后指的是疾病的转化和发展),死亡率很高。例如,参与火箭心脏临床试验治疗的马先生已心力衰竭10年。为了改善心功能,防止恶性心律失常,他在2018年植入了一个具有自动去纤颤功能的三腔起搏器,但心力衰竭反复发生,最终被诊断为扩张型心肌病、终末期心力衰竭、心律失常、高血压、肾功能不全、主动脉粥样硬化等。
第一代人工心脏采用气动血液泵,非常复杂、麻烦、易引起感染并已基本消除;第二代人工心脏已改进为接触式旋转泵。总之,血泵有一个轴,泵轴会增加摩擦力,从而降低机械效率,也容易引起混凝。刘小成说,目前世界各国开始研究和开发第三代人工心脏,其共同特点是转子和轴承不接触,而是悬浮。"我们采用的方法是磁液双悬浮技术。
磁悬浮转子在旋转过程中,容易破坏血液中的细胞,血液会凝结成血块,形成血栓,让血液安全、高速通过血液泵是解决问题的关键。因此,第三代人造心脏对原材料质量的要求、激光焊接的平滑性、齿轮转子与定子的同轴性、电子元件的性能和参数以及产品的密封等都必须更加严格。
为了解决这些问题,我们发现了‘火箭技术’的帮助。"刘小成说,自2009年以来,泰新医院与中国运载火箭技术研究所合作,针对当时世界上第三代非接触式悬浮心室辅助设备进行了研究,因此这种人造心脏也被称为"火箭心脏"。
火箭芯"利用我国近50年来对运载火箭伺服控制的技术积累,采用了磁液双悬挂、泵集成和电子控制双重冗余的总体技术方案。
宇航太鑫科技有限公司总工程师徐健说:"心脏所处的环境比火箭所处的环境要好得多。我们利用火箭伺服控制系统的研发团队进行火箭核心的协同研发,并在发动机、流体、控制、驱动、材料、精密加工等领域应用了火箭伺服控制系统的相关技术,"航天太鑫技术有限公司总工程师徐健说。
以材料和精密加工领域为例,"火箭芯"用钛合金材料也是火箭制造的一种常用材料,重量轻、耐用,2012年,针对生物相容性问题,"火箭心"通过特殊技术取得突破性进展,溶血指数达到国际先进水平。