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AbioCor是近20年来使用的第一个人造心脏。
直到最近，众多严重心衰患者的唯一选择仍是心脏移植。然而，美国每年只进行2,000多例的心脏移植手术，这意味着将有成千上万名患者因等不到心脏捐献而死亡。2001年7月2日，美国肯塔基州路易斯维尔犹太医院的外科医生完成了近20年内的首例人造心脏移植手术，这让心衰患者们看到了新的希望。AbioCor可移植替换心脏是第一个完全独立自足的人造心脏，预计它至少可以将心脏病患者的预期寿命延长一倍。
本文将深入介绍这种新型人造心脏的工作原理、如何将其移植到患者的胸腔内以及哪些人有资格接受这些人造心脏。此外，本文还会将AbioCor心脏与之前移植失败的人造心脏进行比较。
普通成年人的心脏泵血速度为每分钟60到100次。如果您读过心脏方面的文章，就会知道心脏的收缩分为两个阶段： 第一阶段，左右心房同时收缩，将血液压送到左右心室。
第二阶段，左右心室一起收缩，将血液射出心脏。
然后，心肌将会松弛，以迎接下一次心跳。这样，血液又充满心脏。
自然心脏的腔室
对于植入了AbioCor心脏的患者，他们的左右心房也会同时跳动，但同时更换了两个心室的人造心脏每次只能将血液排出一个心室。因此，人造心脏会交替地将血液输送到肺部及人体的其他部位，而不像自然心脏那样同时输送血液。AbioCor人造心脏每分钟能压送10升以上的血液，血量完全可以满足患者一天的活动所需。
资料来源：AbioCor
AbioCor人造心脏示意图
由Abiomed公司研发的AbioCor人造心脏是一种非常精密的医疗仪器，其核心装置是可将工作液体从一侧压送到另一侧的液压泵。为了了解AbioCor人造心脏的工作原理，让我们先来了解一下该系统的各个组成部分：
液压泵——该装置的基本原理与重型设备中使用的液压泵相似，即通过一种不可压缩的液体将作用于某一点的力传到另一点。泵内的齿轮以每分钟10,000转的速度快速旋转来产生压力。
液压阀——该阀门不断开合，使工作液体从人造心脏的一侧流到另一侧。液体流到右侧时，液压泵通过一个人造心室将血液压送到肺部。液体流到左侧时，液压泵将血液压送到人体的其他部位。
无线能量传输系统——也称作经皮能量传输系统（TET），该系统包括两个线圈（一个内置线圈，一个外置线圈），用于通过磁力将外置电池中的电能经由皮肤（不会穿透体表）传输到内置电池。内置线圈接收到电能后将其传输到内置电池和控制器装置。
内置电池——一个植入患者腹内的可充电电池。当内置电池与主电池断开连接时，患者可以依靠内置电池进行某些活动（如洗澡），持续时间为30到40分钟。
外置电池——该电池系在患者腰部的尼龙腰带上。每个可充电电池能提供大约4到5小时的能量。
控制器——这种小型电子设备植入患者的腹腔内。它的作用是监控心脏的跳动速度。
AbioCor心脏由钛和塑料制成，连接以下四个部位：
右心房
左心房
主动脉
肺动脉
整个系统的重量约为0.9千克。下一节将介绍外科医生如何在7小时的手术过程中将AbioCor心脏植入患者体内。
移植AbioCor人造心脏的手术极其精密。该过程中，外科医生不仅要切除和取出原有的左右心室，还要将一个外来物放入胸腔内。患者必须先被放到一台心肺机上，然后再被移走。手术过程中需要缝上数百针，以便将心脏准确固定在人造心室中。移植物将AbioCor与自然心脏的余下部分相连。移植物是一种合成组织，用于将人造装置连接到患者的人体组织。
Abiomed供图
外科医生在移植AbioCor心脏
Jarvik-71982年，威廉·德弗里斯博士移植了Jarvik-7，Jarvik-7是第一个完全永久性的替换心脏。手术在犹他大学进行，患者是巴尼·克拉克博士，一名西雅图的牙科医生。克拉克依靠该心脏存活了112天，最终死于该装置引起的并发症。
Jarvik-7是一种空气驱动心脏，由威廉·科尔夫博士和唐·奥尔森博士共同设计。Jarvik-7心脏和独立自足式AbioCor心脏不同，它需要数条外置电线，这些电线从患者身上引出并连接到外部的一个大型设备上。这些电线导致克拉克受到多种感染。
曾有4名以上的患者使用过Jarvik-7，但后来种种复杂的原因（包括患者染上中风、装置出现机械故障以及心脏结构匹配问题）导致 Jarvik-7最终被停止使用。此后，该装置得到不断改进，并将名称改为CardioWest心脏。现在，它仅供实验使用，并作为一种心脏移植手术前的过渡手段。
由于手术很复杂，因此有多名医疗人员参与了手术过程。此次移植手术于2001年7月2日进行，在世界同类手术中尚属首例，参与手术的人员包括2名外科主任医师、14名护士、灌注师、麻醉师以及其他辅助人员。
路易斯维尔大学的外科医生罗伯特·道林对该手术过程进行了详细介绍：
外科医生将能量传输线圈植入患者的腹部。
打开胸骨，将患者置于一台心肺机上。
外科医生切除患者自身心脏的左右心室，然后将主动脉和肺动脉置于左右心房中。仅这部分手术就花费了两到三个小时。
将心房补片缝合至患者自身心脏的左右心房。
在患者胸内放置一个塑料模型，以确定人造心脏在患者体内的正确位置以及适合程度。
将移植物切割成适当的长度，缝合到主动脉和肺动脉上。
将AbioCor置于胸腔内。外科医生采用“快速连接器”（类似于小摁扣）将心脏连接到肺动脉、主动脉和左右心房。
排出装置中的所有空气。
将患者从心肺机上移走。
手术小组确保心脏正常工作。
在第一例移植手术之后，又进行了11例类似手术。最近的一次手术于2004年2月20日进行。作为临床试验的一部分，第12位患者在美国休斯顿圣卢克主教医院的得克萨斯心脏研究所接受手术。
最初，Abiomed的高层人员警告人们不要对手术结果过分乐观，最乐观的预测结果就是患者在植入AbioCor心脏后最多存活六个月。该装置仅用于延长患者的预期存活时间，手术前该名患者的预期存活时间仅为30天。
2001年7月2日，患者罗伯特·图尔斯在路易斯维尔的犹太医院接受了心脏移植，现已去世。尽管另外10名患者也已去世，但这些接受AbioCor心脏移植手术的患者在术后的平均存活时间已达到5个月。
美国食品与药品管理局（FDA）已经批准Abiomed进行15例心脏移植手术，作为临床试验的一部分。到目前为止，已经完成了其中的12例。这些手术曾在休斯顿、洛杉矶、波士顿和费城的医疗中心展开。FDA 检查了每例手术的结果，以确定AbioCor装置的未来前景。该装置的价值为70,000美元到100,000美元，如果成功，将意味着它能够延长患者的寿命，而不会带来并发症，FDA就会批准将其用于美国更多的心脏医疗中心。事实上，据多家新闻机构报道，Abiomed公司将于今年向美国食品与药品管理局申请推广这种装置。该装置将根据所谓的“人道主义装置豁免”条款用于治疗终末期心衰患者。
拉曼·格瑞表示，最初接受手术的志愿者应是“最严重的患者”。FDA以及Abiomed管理人员已经制定了多个标准，规定哪些患者可以成为最初接受人造心脏手术的患者。患者必须符合下列条件：
处于心衰末期
预期寿命少于30天
无法接受自然心脏移植
没有其他有效的治疗方案
此外，这种葡萄大小的装置必须适合患者的胸腔。为确定装置是否适合患者，患者必须接受CAT扫描以及X射线胸透。然后，利用一种计算机辅助设计（CAD）程序以虚拟方式切除患者自身的心脏，并以虚拟方式植入AbioCor心脏。如果该计算机程序显示该装置正好适合，医生就可开始移植人造心脏了。
Abiomed供图
植入患者体内的AbioCor装置的X射线
手术后近两个月内，医院和AbioMed公司的管理人员并未透露首个接受手术的患者姓名。但在2001年8月21日，有消息透露，这位有史以来首例接受人工心脏移植的人名叫罗伯特·图尔斯，一名生前在早期电话公司工作的肯塔基州居民。虽然手术后图尔斯受过感染，并需要通风装置，但是他的医生报告说，移植的人造心脏功能一直正常。
犹太医院供图
患者罗伯特·图尔斯同拉曼·格瑞（左）以及罗伯特·道林（右）
以下是图尔斯术前的情况：
他患有4级心衰。
患有严重的双心室衰竭。
曾被一家心脏移植中心拒收。
还接受过冠状动脉旁路手术。
他曾患有多种心脏病。
还患有糖尿病。
美国现有200万到300万的心衰患者，每年还有40万新确诊的病例。据美国国家心肺及血液研究中心（NHLBI）报道，心衰竭每年会导致39,000名患者死亡。大多数被诊断患有心衰竭的患者有望存活五年，他们通常需要进行心脏移植来延续生命。
2003年，仅在美国就进行了2143例心脏移植手术。但每年仍有成千上万潜在的接受者在等待心脏移植的过程中死亡。医生一直鼓励公众捐献器官，而AbioCor却可以救活很多无法接受人体心脏移植或仍在等待心脏移植的患者。
