花 500 萬買一顆人工心臟,不是讓你活到 200 歲的

作者 | 發布日期 2021 年 02 月 21 日 0:00 | 分類 生物科技 , 醫療科技 Telegram share ! follow us in feedly


人造皮、人造奶、人造肉……過去數年,隨著技術成熟,各類「人造物」不再是新鮮話題,商業層面也有許多應用。但如果你是第一次聽說「人工心臟」,大概會覺得不可思議。

原來心臟也能人造嗎?還真的可以。

人工心臟的起點比我們想像早不少。1982 年 12 月,名叫克拉克的心臟病患者就植入歷史第一顆人工心臟 Jarvik 7,並成功活了 112 天。臨床結果也證明,靠完全人造的機器模擬心臟機能並非不可能。40 年後的今天,已有上千例心力衰竭晚期患者,靠人工心臟維持生命。

不過患者的選擇並不多,至少 2021 年之前,全世界僅 Syncardia 一家公司獲得美國、加拿大和歐洲監管部門批准,可在三地開展人工心臟商用。

新挑戰者為法國醫療設備公司 Carmat,最近宣布,旗下人工心臟產品已獲得歐洲監管機構批准,將在 2021 年第二季登陸。

為什麼開發人工心臟的公司如此稀少?開發這類人造物的目的又是什麼?這些都是一般人好奇的問題。

百萬元換心,還是人造的

據介紹,Carmat 生產的人工心臟由生物材料製成,模擬心臟兩個心室、兩個心房、四個瓣膜,同時還有感測器、鋰電池等組件,根據人體活動變化,自動調節血液流動速率。

但這顆「心臟」重量也比正常心臟重 3 倍,目前只適用體型較大的人。如此科幻的產物,是怎麼製造出來的?

這還得回溯到 1993 年。名叫 Alain Carpentier 的法國心臟專家萌生開發人工心臟的念頭。為了達成目標,他需要對尖端技術非常了解的幫手。

Alain 找到軍火公司 Matra 創始人 Jean-Luc Lagardere,兩人一拍即合,隨即動用原本製造導彈的實驗室和工程師資源,開始研發人工心臟,並逐漸發展到現在的 Carmat 公司。

2013 年,Carmat 進行第一例人工心臟入體試驗,這也是首個用於替代真實心臟的人工心臟。這還沒結束,直到 2020 年 12 月,Carmat 的人工心臟產品才獲得歐盟 CE 認證,正式走向商用。

也就是說,從提出人工心臟概念,到真正研製成品,再到上市,就花了 Carmat 快 30 年。持續投入,加上超長研發週期,真正做出人工心臟的公司,的確鳳毛麟角。

目前 Carmat 計劃先以患者數量較多的法國和德國為重心,隨後再擴展至歐洲前五大國。據 Carmat 首席執行長斯蒂芬‧皮亞特的說法,光是歐洲地區,就有約 2 千名患者在等待心臟移植手術,而他們都是人工心臟的潛在客戶。

更大的問題在於價格。目前一顆人工心臟單價非常昂貴,約 15 萬歐元(約台幣 500 萬元)。但高昂的成本面前,仍然有不少人願意拋棄「原裝心」,把人造物放進體內。

因為很多時候,這可能是延續生命的唯一選擇。

人類造心臟,不是長壽用的

安裝人工心臟過活的人,大部分都有心臟衰竭的毛病,這也是目前人工心臟主要客群。

先了解心臟衰竭,什麼是「心衰」?

心臟是血液循環的重要器官,生命得以維持的重要特性,就是擁有正常的循環系統。至於心衰,簡單說就是心臟功能異常,沒有足夠「力氣」滿足血液輸送要求,出現呼吸困難等一系列症狀。

治療心衰一直是醫學界的難題。如果是早期心衰,那麼靠調整作息、服用藥物都能有效緩解,可一旦進入晚期,只能動用外部手段拯救心臟。

方法之一就是心室輔助裝置,相當於為心臟裝「水泵」,並與外部電源連接,心臟泵高速旋轉的轉子就會產生壓力,幫助心臟完成血液循環工作。

嚴格來說,心室輔助裝置並非嚴格意義的「人工心臟」,因並不需要把原有心臟摘除,僅是個「配件」。如果患者病情再嚴重,發展到雙心室衰竭,單顆心室輔助裝置也很難達到治療效果了,此時就真的需要考慮「換心」。

問題就在於,到底是換真正的心臟,還是人工心臟。

▲ 截至 2015 年,國際心肺移植協會記錄的心臟移植數,北美、歐洲占大部分。

心臟不會平空生出,有人要「換心」,也得有人「捐心」。

按照 Carmat 數據,目前心臟衰竭至少影響全球近 2,600 萬人,但相對的,每年心臟移植手術僅 4 千至 5 千例,也就是說供給遠低於需求。

沒有足夠心臟,意味著很多人得在生死邊緣等待數月或數年,才能獲得移植機會,有人移植前就抱憾離世。這也是需要人工心臟的原因之一。因心臟移植前,哪怕是「假心」,也有機會延長患者生命。

人工心臟的運作機制和很多人想像不同。至少現階段,還無法像《鋼鐵人》,直接在胸口裝上微型核聚變反應堆,獲得接近無限的能源。

上圖才是現實的人工心臟,更像外插管設備。如果你好奇醫生怎麼把它植入人體的,可看看這影片。因畫面太血腥,不建議吃飯時欣賞。

▲ 兩個人工心室需要穿過人體,連接到體外空氣泵。

上圖是 Syncardia 的人工心臟產品。白色塊狀物就是植入人體的「心臟」,相連的管線會穿過胸壁,與外部便攜式空氣壓縮機連接,讓人工心臟完成舒張和收縮工作。

單看構成,人工心臟和前文所說的心室輔助裝置類似,但人工心臟設備的體積明顯更大,更重,光空氣壓縮機就重達 6 公斤。

關鍵是不管患者去哪,吃飯睡覺還是上廁所,都得帶著這個巨大的「移動電源」,並忍受設備發出的噪音。

2015 年,The Verge 曾報導植入「人工心」患者的生活,有這段描述:

史蒂夫‧威廉姆斯時常需要有人陪在他身邊,一般都是他的妻子,防止機器故障;他需要永遠和電源包或電源保持連接,同時得服用大量血液稀釋劑確保體溫;他不能泡水,不能去電影院,也很少去公共場合,因為背包裡的空氣泵會一直發出聲音。

某種程度說,當患者植入人工心臟,電子儀器也成了患者身體的一部分,永隨身邊。

人工心臟能永久植入嗎?

電腦圖形渲染領域,光線追蹤技術往往視為「聖杯」,因可為虛擬世界帶來接近現實的光影效果。人工心臟同樣也是醫療界聖杯之一。畢竟人造器官本就是看似不可能的事,心臟更是人體最重要的部分。

現階段,人工心臟更當成「移植前過渡設備」使用,而非完全取代人體心臟,永久性植入。

單說產品本身,人工心臟也是布滿高精密度元件、通電才能使用的電子設備,使用週期和故障率這些問題也很難避免。

試想假如人工心臟完全取代人體心臟,卻故障了,就跟電腦當機差不多,如果來不及補救,人就走了。

2016 年,Carmat 開始的 4 例臨床試驗還真就出現類似的問題。其中兩名病患因血液滲入人工心臟的驅動液,造成電子裝置故障,導致患者死亡,一度讓 Carmat 暫停人工心臟臨床試驗。

按照現有紀錄來看,人工心臟能讓患者生存的天數也難以保證,既有堅持 1~2 年的,也有只活兩三個月的案例,時間不固定,不少還是因感染等併發症去世的。

既然如此,為什麼我們還要抱著風險,植入這些人造物呢?

這還是個人抉擇。若生死關頭,一個選項是直接等死,另一個選項是暫時植入人工心臟,繼續活下去,等著心臟移植,你會選哪一項?

▲ 81 例接受人工心臟移植的患者,移植後一年存活率為 70%,未接受人工心臟的 35 名對照組患者,一年後存活率為 31%。

據統計數據顯示,「過渡療法」的人工心臟,的確能有效提升患者的存活率,且大部分人都能堅持等到心臟移植手術。

為患者創造活下去的機會,而不是真的改用機器心臟,才是現階段人工心臟的真正價值。

或許終有一天,人類可解決所有技術問題,研發出永久性且沒有副作用的人工心臟。等到那個時候,是否也意味著我們能靠「機械心」長生,甚至永生?

當死亡不再是生命終點時,才能再討論技術不朽。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:pixabay

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