人工心脏技术新突破：中国新技术如何破解第三代血泵难题？

贝勒医学院德贝基心血管外科系主任约瑟夫·科斯利（Joseph S. Coselli）教授在此次会议上发表专题讲座，介绍了纯水液力悬浮技术在心室辅助装置领域的重要突破。

二次流道设计的历史困境

第三代心室辅助装置的发展过程中，无论采用磁悬浮还是磁液悬浮技术，都普遍存在一个致命的设计缺陷——狭窄的二次流道设计。这一问题的严重性在美敦力HVAD系统的临床表现中得到了最为直观的体现。2021年6月，美敦力公司宣布全球停售HVAD系统，其根本原因正是二次流道设计导致的高并发症发生率，包括神经系统不良事件发生率显著高于同类产品，泵内血栓形成风险增加，以及需要更频繁的外科干预。

传统的磁悬浮和磁液悬浮装置在实现叶轮悬浮的过程中，不可避免地需要设计复杂的二次流道系统。磁悬浮装置的二次流道通常只有0.25毫米宽，而磁液悬浮产品的二次流道更是狭窄到仅有0.05毫米。这些极其狭窄的通道在运行过程中容易产生血流死角，导致血液在特定区域滞留时间过长。同时，复杂的流道几何形状造成局部剪切应力过高，不仅增加了溶血风险，更为血栓形成创造了有利条件。

根据国际心胸外科学会的多中心数据显示，传统第三代磁悬浮和磁液悬浮装置的血液相容性指数普遍在0.004-0.008范围内，远高于理想的血液保护标准。这种较差的血液相容性直接转化为临床上更高的抗凝药物需求和出血并发症风险，严重影响了患者的生活质量和长期预后。

纯水液力悬浮技术突破

面对传统第三代悬浮技术的固有缺陷，永仁心纯水液力悬浮技术提供了一个全新的解决方案。这一技术摒弃了传统的磁场悬浮原理，转而采用纯物理的液力学原理实现叶轮悬浮。通过利用纯水作为悬浮介质，系统能够通过精确设计的压差分布实现叶轮的稳定悬浮，悬浮力完全来源于流体动力学效应，不仅提供了更加稳定的悬浮状态，更从根本上消除了磁性元件，解决了电磁干扰问题。

这一技术突破的关键在于实现了真正的全主流道优化设计。与传统装置不同，纯水液力悬浮技术彻底消除了二次流道，所有血液都通过统一的主流道循环。流道截面积实现了均匀分布，有效避免了流速突变造成的湍流现象。更重要的是，整个几何形状完全基于计算流体力学优化设计，确保血液在装置内部始终保持理想的层流状态。

在工程实现方面，这一技术要求极高的精密制造工艺。叶轮与泵腔的间隙控制精度必须达到微米级别，表面粗糙度控制在纳米级别，以最大程度减少血细胞激活。同时，生物相容性材料的精确选择与表面处理，以及基于Navier-Stokes方程的三维数值仿真，都为这一技术的成功应用提供了坚实的基础。

临床表现革命性改善

采用纯水液力悬浮技术的永仁心人工心脏在血液相容性方面实现了质的飞跃。最新的临床数据显示，其血液相容性指数仅为0.001010，较传统第三代产品更低，已经接近生理心脏的血液保护水平，为业界设立了全新的技术标杆。这一数据的意义不仅在于其数值本身，更在于它代表了人工心脏技术在血液保护方面达到了前所未有的高度。

在生存率方面的表现同样令人瞩目。基于50例随访队列的数据显示，一年生存率达到了100%，两年生存率为95%。与曾经因高并发症率而退市的HVAD形成鲜明对比，这一技术有效避免了高并发症风险，为患者提供了更加安全可靠的治疗选择。

更为令人振奋的是在心肌康复效应方面的突破。临床观察发现，26%的患者达到了撤泵评估标准，其射血分数恢复到40%以上，心脏直径缩小到60毫米以下。研究数据表明，患者的心肌再生速度提升至正常人的六倍，这为"桥接康复"治疗策略提供了有力的技术支撑，也为终末期心力衰竭患者带来了重新获得自主心功能的希望。

实际应用意义

纯水液力悬浮技术的成功应用标志着人工心脏行业从单一的磁悬浮技术路线向多元化技术发展的重要转折。这种技术多样性不仅提升了整个行业的创新活力，也为不同临床需求提供了更多的解决方案，使得医生能够根据患者的具体情况选择最适合的治疗方案。

在患者生活质量改善方面，这一技术带来了显著的进步。完全消除磁场干扰意味着患者不再受到电磁兼容性问题的困扰，可以安全地使用电磁炉进行烹饪，不必担心强磁场对装置运行的干扰；可以在变电站、发电厂等强电磁环境附近正常工作和生活；传统磁悬浮装置患者需要与电焊设备、大型电机等强磁场设备保持安全距离的限制也完全消失。这些改变为患者恢复正常的现代生活方式提供了可能，极大地提升了生活便利性和心理舒适度。

需要注意的是，由于设备仍含有金属部件，患者依然需要避免MRI检查，需要通过其他影像学方法进行随访监测。然而，预期使用寿命延长至30年以上的特点，不仅减少了患者的再手术风险，也显著降低了长期医疗费用负担，为患者和医疗系统都带来了实际的经济效益。

结论与展望

纯水液力悬浮技术在心室辅助装置中的成功应用，不仅从根本上解决了传统二次流道设计的缺陷，更为心力衰竭治疗开辟了全新的技术路径。美敦力HVAD的退市事件为整个行业敲响了警钟，提醒我们必须正视传统技术的局限性，而液力悬浮技术的突破正是对这一挑战的有力回应。

这一技术突破的意义远不止于其优异的临床表现，更重要的是它证明了通过基础科学原理的创新应用，能够实现医疗器械性能的革命性提升。它告诉我们，在医疗技术的发展道路上，始终存在着突破传统思维模式的可能性，关键在于我们是否有勇气和智慧去探索和实践。

随着这项技术的进一步完善和推广，我们有理由相信，它将为全球数百万心力衰竭患者带来更好的治疗效果和生活质量，推动人工心脏技术迈入一个全新的发展阶段。这不仅是技术的胜利，更是医学人文精神的体现——永不放弃为患者寻找更好治疗方案的努力。

专家介绍：科斯利教授现任贝勒医学院德贝基心血管外科系主任，德克萨斯心脏研究所资深外科医师，在主动脉疾病治疗和心脏移植领域享有国际声誉。本次学术沙龙由休斯顿医学中心心血管创新联盟主办，旨在促进心血管医疗技术的学术交流与合作。