虽然经过了几千年的发展和近一百年的知识爆炸,医学面对很多疾病依然一筹莫展。面对束手无策的病人,医生往往在内心一声喟叹,感慨人类的渺小与无知。但更有那些无畏的探索者,明知不可为而为之,创造了医学的奇迹与神话!今天要谈的人工器官就是其中的一朵奇葩!
你知道做人工器官移植手术最多的是哪个科吗?绝对是骨科医生啊!不相信?人工关节、人工骨、人工皮肤,这可都是实实在在的器官啊!还不提人工肌腱、人工血管这些人工组织。但这些和一般人认知中的器官有些距离,咱们暂时按下不表,单说一说心肝脾肺肾这些内脏器官。
先说说心脏,毕竟是造成人类死亡数一数二的病因。有人说,心脏不就是个水泵吗?搞个漂亮的装进去就行了。幻想中的人工心脏是这样的。
但现实让人大跌眼镜。上世纪50年代以前,药物无效的心脏疾病几乎就是等死,直到1953年,Gibbon将人工心肺机加以改进并成功地应用于临床,标志着现代心脏外科时代的开端。
1957年,荷兰医生科尔夫(Willem Johan Kolff)与同事阿库苏(Tetsuzo Akutsu)将一颗水压式聚氯乙烯人工心脏置入狗体内,使之生存了近90分钟,首次将“人工心脏”概念带入现实。
全世界第一次真正的临床全人工心脏(TAH)植入术发生于1969年,美国医生库利(Cooley)为一例47岁男性成功置入一颗以设计者名字命名的Liotta-Cooley TAH,作为移植前过渡治疗。患者靠这颗气动的双心室辅助泵生存64小时后接受了心脏移植,移植后32小时死于假单胞菌性肺炎。
1978年,美国科学家Jarvik建立人工心脏的“Jarvik模型”,他也是第一颗永久性TAH——Jarvik 7的发明者。Jarvik 7由两个气动的球形聚氨酯泵模拟双心室功能,以涤纶毡片与患者心房相连,以两根聚氨酯电缆穿出胸壁连接外部控制器。
经过几十年的发展和改进,法国阿兰·卡尔邦迪医生完成的TAH也是通过电动装置驱动双心室完成射血功能,但其形态和生理学对自然心脏的模拟度更高。它使用牛心包等生物材料,降低了血栓栓塞并发症和排斥反应风险;内置诸多传感器以感受心室压力变化,根据患者运动或安静状态调整相应心输出量。该器械预期使用寿命为5年,大小与自然心脏相当,但重量超过900g。
小伙子术后状态不错,不过还要整天背着电源满处跑,也实在不方便。这种心脏需要向小型化、无线电力供应、更长的使用寿命、更低的并发症发面发展。而临床实际应用更多的是心室辅助装置(VAD)。VAD相对于TAH来说,其优势是不用切除自然心脏。在VAD的辅助下,损伤的心肌有可能修复而恢复生理功能,这时停止或拆除VAD,患者的自然心脏可重新维持血液循环。
另一类心脏病变是类似于风心病的瓣膜损害,只需要换掉瓣膜即可,是目前应用较为广泛的人造器件。分为机械瓣和生物瓣。人工心脏瓣膜的应用至今也有50多年的历史,其中机械瓣膜在瓣膜病治疗中有着显著的临床疗效。回顾人工机械瓣膜的研究历史,大致经历了从第一代笼球瓣、笼碟瓣到第二代单叶侧倾碟瓣,再到第三代双叶机械瓣的发展过程。
人工肺的概念是随1953年人工心肺机出现的,1970年独立用于急性呼吸窘迫综合症(ARDS)。人工肺主要有体外膜式氧合、血管内人工肺、植入性人工肺、无泵体外肺辅助技术这四种。随着材料学的发展,人工肺更加安全的应用于临床。
目前的人工肾其实就是指部分替代肾脏功能的体外血液透析机,原型是由美国医生艾贝尔在1913年发明的,到1943年荷兰医生考福尔大幅改进后才广泛应用于临床。近些年,当然有大量的研究试图把透析机小型化,生物混合化,植入患者体内,完全替代肾脏功能,但还远远不成熟。下图是已经小型化的可穿戴式透析机。
近期,FDA已批准了首个一类“人工胰腺”设备,据说这也是第一款能够同时自动监测血糖并按合适剂量自动给药合适剂量的装置。人工胰腺最大的优点在于它能最理想地模拟人体内胰岛β细胞的工作程序,迅速控制高血糖,稳定性较好,血糖波动较小。但目前仍然是体外机加皮下注药管方式。
工耳蜗(Cochlear Implant)是一种电子装置,由体外言语处理器将声音转换为一定编码形式的电信号,通过植入体内的电极系统直接兴奋听神经来恢复或重建聋人的听觉功能。近年来,随着电子技术、计算机技术、语音学、电生理学、材料学、耳显微外科学的发展,人工耳蜗已经从实验研究进入临床应用。现在全世界已把人工耳蜗作为治疗重度聋至全聋的常规方法。
与人工耳蜗类似,人工视网膜技术也是利用电子化的视觉信号与人生就是博官方平台视神经或大脑皮层连接,让大脑皮层产生“视觉”。虽然早在1924年,人们就已经发现使用电刺激作用于视觉皮层时会产生幻视觉,但是直到1967年,植入视觉皮层的人工视觉装置才被开发出来。但是,这种方式产生的视觉质量很差,只有光感和轮廓。
除了上述机械式和电子式人工器官外,还有很多其他器官都是用干细胞加生物工程技术培育,尽量从生物特性上贴近原器官。但探索的路还很长,每位医生只要有心,都可能在人工器官的发展之路上留下自己的足迹。返回搜狐,查看更多