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交匯點訊 在心臟手術后|優化“人工心臟”科研工作者如何“以心護心”？

交匯點訊在心臟手術后 ， 要讓停跳的心臟再次運作起來 ， 會造成心臟極大損傷 ， 導致很多病人出現心臟術后的心功能不全 。 而心室輔助裝置——也就是俗稱的“人工心臟” ， 能讓心臟得到充分的休息 ， 使心功能得到較好的恢復 。
南京醫科大學第二臨床醫學院2020級心胸外科博士研究生管翔 ， 也是南京醫科大學第二附屬醫院（以下簡稱“南醫大二附院”）心血管中心的一名外科醫生 ， 同時還是一名科研工作者 ， 他通過科研參與制作了“人工心臟” ， 還改進了體外膜氧合（ECMO）股動靜脈VA-ECMO插管的方式 。 他用自己的專業知識為更多患者“以心護心” 。

交匯點訊 在心臟手術后|優化“人工心臟”科研工作者如何“以心護心”？
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優化“人工心臟” ， 救助心力衰竭、心功能不全的患者
為了讓手術后病人心臟良好運作 ， 傳統方法會使用大劑量強心藥物 。 但這種藥物的使用并不能從根本上降低心臟負荷 ， 反而會造成嚴重的心力衰竭 。
而心室輔助裝置——也就是俗稱的“人工心臟” ， 相較于現有的強心藥 ， 對終末期心衰或者嚴重的心臟術后心功能不全是一種很好的治療方式 ， 它能替代心臟工作一段時間 ， 有效地降低心臟負荷 ， 讓心臟得到充分的休息 ， 使心功能得到較好的恢復 。
但是目前國內發展心室輔助裝置仍比較欠缺 ， 且進口設備價格高昂 ， 對于患者而言是一筆沉重的經濟負擔 。 于是在導師李慶國的帶動下 ， 2017年起 ， 管翔開始接手心室輔助裝置的研究項目 ， 和團隊成員一起展開研發 。
“設備該如何工作？如何避免在設備運轉過程可能導致的并發癥？”解決這些問題都需要一定的臨床經驗 ， 為此 ， 管翔參與制定了全流程的設備定義、設備需求、設計規劃、結構優化 ， 以及后期的實驗驗證方案等等 。
然而研究過程并不一帆風順 ， 大大小小的問題層出不窮 ， 其中紅細胞的溶血問題就是一個很大的難題 。 如同電風扇轉動時扇葉與外殼間容易跑入灰塵 ， 葉輪泵作為一種機械軸承離心泵 ， 一直存在紅細胞容易從機械泵的轉軸與外殼的縫隙處鉆入的問題 。 軸承間隙剪切力造成血小板表面受體和VWF的破壞會導出出血 ， 軸承間隙的死區會造成凝血成分的沉積 ， 進而血小板異常激活導致血栓形成 。

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為了解決這個問題 ， 管翔所在團隊提出 ， 在電機內打入生理鹽水以形成一個正壓 ， 從而防止紅細胞的進入 。 經歷了反復試驗 ， 多次迭代設備 ， 更換軸承密封材料 ， 結構設計整改 ， 歷時兩年 ， 最終該設備的溶血指標達到國際上對心室輔助泵溶血的要求 ， 并且在實驗中沒有發現血栓和對實驗動物終末臟器的嚴重損傷 。
目前 ， 該項目已經順利完成動物實驗 。 而他所在的團隊已經開始研究磁懸浮的新式泵 ， 改進原本機械軸承存在磨損的問題 。
管翔所在團隊也憑借這項基于葉輪泵的經皮心室輔助裝置的研究獲得“挑戰杯”比賽校級特等獎、江蘇賽區特等獎、全國特別一等獎等眾多榮譽 ， 刷新學校的歷史最好成績 。
改良插管方式 ， 降低患者心臟的后負荷
體外膜氧合（ECMO）從心肺轉流技術中發展而來 ， 能夠輔助心肺功能 。 它在挽救危重患者生命中有重要作用 ， 是挽救常規治療無效的心肺功能衰竭的新型方法 。
ECMO一般分為兩種模式：一種是靜脈·靜脈ECMO（VV-ECMO) ， 即從體內引出靜脈血在體外氧合和二氧化碳移除后血液回歸靜脈循環；另一種是靜脈-動脈ECMO（VA-ECMO） ， 即從體內引出靜脈血液在體外氧合 ， 移除二氧化碳后回歸動脈循環 。