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心臟的新希望
????作者：戴維?斯蒂普?? ????早期的人工心臟給本來期望得到治愈的病人造成了傷害,。???? ????本文介紹了一種新設(shè)計(jì)的人工心臟,，它正悄悄地使心臟病患者延年益壽。1982年,，美國猶他大學(xué)醫(yī)療中心宣布為巴尼?克拉克植入了賈維克-7型人工心臟,，從那以后，新聞媒介上很少再有過如此轟動(dòng)的消息,。數(shù)百萬人為之傾心不已,，蜂涌而至的記者們熱情高漲。據(jù)說,，有些記者甚至把醫(yī)院職工堵在墻角,，為采寫?yīng)毤蚁⒍匈V。36歲的發(fā)明人羅伯特?賈維克,，似乎有了孩子般天真的沖動(dòng),，要步行穿越鹽湖大沙漠。沒過多久,，那回光返照的情形消失了：6l歲的克拉克,，因出現(xiàn)多種并發(fā)癥,，在植入手術(shù)后第112天死去。在聯(lián)邦政府下令停止使用之前,，賈維克-7還被植入到另外四位心臟病患者身上,，但結(jié)果都差不多。 ????相反,，紐約哥倫比亞長老會(huì)醫(yī)療中心在今年四月為68歲的退休電腦程序員弗朗西斯?麥基翁植入了心臟傳導(dǎo)泵,，卻未能引起媒體的重視，全國也只有一則美聯(lián)社的短訊和一條電視新聞,。死神對(duì)此十分惱火,。要知道，一位心力衰竭,、生命垂危的美國人靠裝在身上的一個(gè)機(jī)械裝置來幫助血液循環(huán),，居然可以出院回家，并過上了基本正常的生活,，而且還有希望能夠再多活幾年,，這可是開天辟地第一次。 ????使麥基翁起死回生的是安放在左心室的心臟助搏器,，亦稱LVAD,，它是由馬薩諸薩州沃波恩的Thermo心臟系統(tǒng)公司制造的。它同衰竭的心臟一起工作,，并承擔(dān)起了心臟的大部分任務(wù),。自1986年以來，在不到17月的時(shí)間里,，心臟助搏器已經(jīng)被移植到700多位等待移植人類心臟的患者身上。外科醫(yī)生埃里克?羅斯說,，現(xiàn)在,，植入助搏器已經(jīng)成為一種常規(guī)手術(shù)，他和他的同事默梅特?奧茲為麥基翁安裝了助搏器,，但這并不是說,，那些曾經(jīng)臉色蒼白的心臟病患者僅靠象百吉卷似的泵來維持，就可以踩腳踏車,、投球,，甚至比他們的醫(yī)生做的還好。成功地將助搏器植入左心室而不產(chǎn)生副作用,，這的確預(yù)示著一場革命,。十年之內(nèi)，人工心臟會(huì)在成千上萬的心臟病患者胸膛內(nèi)跳動(dòng),，使病人延年益壽,。如果說永久性的人工心臟是心臟病學(xué)界的登月計(jì)劃,，那么，麥基翁植入的心臟助搏器就是阿波羅飛船的先驅(qū)者雙子星號(hào)地球軌道飛行器,。這個(gè)裝置包含了一系列經(jīng)過曲折艱難才取得的科技成果,。也許最重要的就是“生物兼容性的”材料，這種材料使心臟助搏器在病人體內(nèi)安全運(yùn)行了一年多時(shí)間,。哥倫比亞長老會(huì)醫(yī)療中心的奧茲醫(yī)生估計(jì),，20％的心力衰竭患者，特別是那些年紀(jì)太大不能接受心臟移植手術(shù)的患者,，最適宜植入永久性助搏器,。麥基翁胸腔里的裝置由一根短管同心臟左心室連接。當(dāng)充足的血液通過短管流入助搏器的泵內(nèi)時(shí),，傳感器迅速啟動(dòng)電機(jī),，推動(dòng)一個(gè)象活塞一樣的盤片把血液送入連接心臟的的主動(dòng)脈。??麥基翁六月份出院回家時(shí),，衣服下面將掛著一個(gè)皮套,，里面裝有一個(gè)重量為1.5磅、可供助搏器電動(dòng)泵工作8小時(shí)的充電電池,。電池連著掛在腹部切口處的一根導(dǎo)線,。麥基翁戴著這個(gè)裝置時(shí)，唯一能感覺到的只是微型馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的細(xì)微響聲,?！坝袝r(shí)我也在醫(yī)療學(xué)術(shù)會(huì)上開個(gè)玩笑，”奧茲醫(yī)生說,，“我讓戴助搏器的人坐在聽眾中間,，在我叫他站起來之前沒人發(fā)現(xiàn)他身上戴著東西?！?/p> ????同多數(shù)戲法一樣,，奧茲醫(yī)生的玩笑是用大量的汗水和辛勤的探索換來的。沒人會(huì)比54歲的機(jī)械工程師,、Thermo公司的總經(jīng)理維克多?波伊里爾更清楚其中的代價(jià),。他領(lǐng)導(dǎo)了開發(fā)工作，整整干了30年,，最了解那種忍辱負(fù)重的痛苦：“當(dāng)我們?cè)?965年開始的時(shí)候,，我們對(duì)血液凝塊和感染現(xiàn)象束手無策。原想心臟只是一個(gè)泵,。我們是工程師,，知道怎樣制造泵?！?/p> ????波伊里爾和他的小組在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)了20多年后,，才開始把他們做出來的裝置移植到人體內(nèi),。他們還得再進(jìn)行10年的臨床實(shí)驗(yàn)，在得到聯(lián)邦食品和藥品管理署(FDA)的批準(zhǔn)后,，才能長期使用,。他們一遍又一遍地設(shè)計(jì)方案，甚至還淘汰了一個(gè)花了十年時(shí)間才做出來的主要部件,。在經(jīng)過無數(shù)次的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)后,，最初幾位接受樣機(jī)植入手術(shù)的病人還是死在手術(shù)臺(tái)上了，他們感到沮喪——因?yàn)楫?dāng)時(shí)手術(shù)只能在垂危病人身上進(jìn)行,。但是他們最終還是證明自己擁有了模仿30億年生物進(jìn)化過程的設(shè)計(jì),。 ????完成這一設(shè)計(jì)的要求首先是：雇一位象波伊里爾那樣頑強(qiáng)的至善論者。一位1973年就加入該小組工作的電氣工程師戴維?杰恩斯說：“經(jīng)常是由于維克多頑強(qiáng)不屈,，我們才堅(jiān)持了下來,。他相信總會(huì)找到辦法?！辈ㄒ晾餇柭暑I(lǐng)他的小組獲得十多項(xiàng)專利便證明了這一點(diǎn),。其中最主要的一項(xiàng)專利的內(nèi)容是首創(chuàng)助搏器與人體不發(fā)生相互排斥現(xiàn)象的辦法。這項(xiàng)技術(shù)通過促進(jìn)細(xì)胞在泵內(nèi)壁薄膜上生長來制止發(fā)生威脅生命的凝血現(xiàn)象,。 ????但是,，正當(dāng)波伊里爾和他的同事們費(fèi)力地解決種種難題的時(shí)候，賈維克和他的小組卻走在了前頭,，并獲得了普羅米修斯式的名望,。賈維克是一位醫(yī)生，他不重視Thermo公司這個(gè)齒輪做成的裝置,，認(rèn)為它就象魯比?高爾德波格的奇怪發(fā)明,。“純粹的工程師已經(jīng)做出了非常復(fù)雜的,、用于人工心臟的泵,，”賈維克在15年前還沒有給克拉克做移植手術(shù)時(shí)就曾對(duì)本刊說過，“我的泵非常簡單”,。 ????“賈維克設(shè)計(jì)的泵太簡單，讓我毛發(fā)倒豎,，”極少動(dòng)感情的波伊里爾回憶說,。他的下巴長著長胡須，如同海象一樣,，飽經(jīng)滄桑的臉上表情冷漠,。“比如說,，他的泵有的部件是用鋁做的,，鋁會(huì)在人體內(nèi)分解,。”他補(bǔ)充說,，“一個(gè)人工心臟要連續(xù)幾年每天跳動(dòng)十萬次,，還得經(jīng)受帶鹽性而且溫?zé)岬难骸⒛芊纸馑芰系拿傅任镔|(zhì)的侵蝕,，細(xì)胞會(huì)象死水潭中的水藻把它堵塞,。” ????賈維克的嘲弄也有道理,。波伊里爾以前為之工作的Thermo電子公司(后來成立了這家心臟泵分公司)在60年代已從事開發(fā)用于空間探測(cè)器的核能源,。在后來獲得國家保健研究所的資助繼續(xù)研究人工心臟時(shí)，Thermo公司的工程師提出,，核能是唯一能夠持續(xù)多年的小型能源,，這個(gè)思路得到了Thermo公司已故的董事愛德華?泰勒的大力支持，他是氫彈之父,。研制的成果就如同《怪癖博士》一書中的螺旋漿：一臺(tái)由米自一個(gè)鉛封钚核的熱力驅(qū)動(dòng)的微型蒸氣泵,。?“這是你能想到的最復(fù)雜的系統(tǒng)，”波伊里爾感嘆說,。但它確實(shí)管用,。他們?cè)诤镒由砩献鲈囼?yàn)，然后觀察一段時(shí)間,，結(jié)果表明即使射線發(fā)生偏離,，也不會(huì)引起病變。但該主張最后還是被否決了,，最主要的原因是擔(dān)心恐怖分子會(huì)綁架心臟病患者并用他們身上的钚制造炸彈,。Thermo現(xiàn)在的泵是靠壓縮空氣或電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的。 ????波伊里爾在其他關(guān)鍵問題的研究中也遇到了困難,。最棘手的是血凝塊問題——人工心臟被移植后,，大多數(shù)人造材料很快就使血液凝塊并堵住血管。病人在植入由金屬和塑料部件制造的賈維克-7后,，不得不持續(xù)使用血液稀釋劑來阻止血凝塊的形成,，這就得讓他們冒大出血的危險(xiǎn)。他們還要忍受心絞痛的折磨,，可能因?yàn)檠龎K聚在泵表面,，掉落后阻滯在大腦里。 ????Thermo公司小組試驗(yàn)了幾十種材料,，提出了上百種解決方案,，有時(shí)他們要把樣泵放在鹽水罐里或者植入動(dòng)物體內(nèi)，如果幾年后發(fā)現(xiàn)了致命的缺陷，又再重新開始,。他們最終找到了一種堅(jiān)固耐久的材料——鈦,，一種質(zhì)輕而不易磨損的金屬材料，用于制造泵的外殼,，泵的內(nèi)壁襯上一層類似服裝襯里輔料的聚合物,。但是，直到后來找到了一相融于人體新陳代謝機(jī)制的辦法,，才解決了血凝塊的問題,。 ????按照常理，最好的辦法是用一種超平滑的材料作泵的襯里,，防止血液凝塊,。但是，一些研究表明,，血液細(xì)胞在較粗糙的表面上可能不會(huì)凝塊,，而形成一層能抗凝塊的、類似動(dòng)脈血管內(nèi)壁那樣的薄膜組織,。Thermo公司的工程師們開始嘗試制作一種粗糙的泵襯,，而這時(shí)，賈維克和其他競爭對(duì)手們?nèi)栽谠O(shè)法使內(nèi)壁更平滑,。 ????最初,，Thermo公司的賭注好象毫無希望。不少樣泵的襯層很快就從泵上掉了下來,。動(dòng)物在植入樣泵后,，產(chǎn)生了可能導(dǎo)致骨折甚至斷送性命的纖維軟骨增生。幾近絕望中,，工程師們發(fā)明了一種能把聚合物絲束切成合成絨毛的工具,。他們裝配了一種電射槍將絨毛射在塑料上，希望能把絨毛埋在塑料中而生成所需要的的細(xì)胞層,。結(jié)果也很不幸,。后來，他們又用了幾年時(shí)間找到了一種方法：在進(jìn)行移植手術(shù)之前用速生細(xì)胞在泵里面“預(yù)種”出皮毛狀絨面,。經(jīng)過實(shí)驗(yàn),，這個(gè)辦法使助搏器在動(dòng)物體內(nèi)能正常工作一年以上而不產(chǎn)生凝塊，為進(jìn)行人體臨床試驗(yàn)鋪平了道路,。 ????波伊里爾從他的父親,，一位移居到馬薩諸薩羅威爾的法籍加拿大移民那里繼承了頑強(qiáng)的性格，他父親背部受傷后半癱,，但仍經(jīng)營家具生意，拼命地堅(jiān)持工作。1961年,，19歲的波伊里爾早早地結(jié)了婚,，他沒錢支付上大學(xué)的學(xué)費(fèi)，就到Thermo公司找了一份工作,，做初級(jí)繪圖員,。“那是同一大群非常聰明的人在一起,，就象在麻省理工學(xué)院一樣,。”他說,，“我十分羨慕他們,。這使我非常強(qiáng)烈地想成為一名工程師?！钡珜?shí)現(xiàn)這一愿望也是很難的,，從不起眼的東北大學(xué)拿一張工程學(xué)學(xué)士學(xué)位就使他苦苦地上了九年夜校。憑借堅(jiān)韌不拔的精神和出色的才智,，他在Thermo公司的職位不斷得到提升,，最后，在臨床試驗(yàn)階段時(shí),，被任命為助搏器項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人,。 ????當(dāng)波伊里爾和他的小組進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的后期研究時(shí)，賈維克的失敗使他們遇到了額外的挫折,。賈維克小組為他們的新成立的西姆比昂公司公開發(fā)售股票,，籌集了1900萬美元。后來,，因病人在植入賈維克-7人工心臟后死亡造成的消極影響,，Thermo的助搏器也受到牽連。波伊里爾說起了在那之后不久他為臨床研究籌資的情形：“在投資者會(huì)議上,，我剛站起來,，就聽到后面有人說，‘天呀,，別又是一個(gè)人工心臟公司,。”’他在東北大學(xué)用業(yè)余時(shí)間修完工商管理碩士班,，磨練了講話和經(jīng)商的技巧之后,，他以直爽的談吐和有說服力的數(shù)字慢慢地消除了人們的懷疑。他全力以赴地投身于攻克難關(guān),，工作分散了他中年喪子的痛苦,。他年僅10歲的兒子在經(jīng)受了兩年多腦癌的折磨后,，于1982年死去。 ????多年來,，波伊里爾每次都親自參加助搏器移植手術(shù),。當(dāng)?shù)谝淮斡靡慌_(tái)非移植型樣機(jī)救護(hù)一個(gè)垂危的心臟病人時(shí)，他在手術(shù)室驚恐地看到助搏器不能正常運(yùn)轉(zhuǎn),。但很快便查出了原因：泵是由冷卻氣體驅(qū)動(dòng)的,，而手術(shù)室的冷氣加大了熱交換器的負(fù)荷(熱交換器的作用是防止閥門凍結(jié))。波伊里爾用雙手捂著冰冷的熱交換器,，以使泵不被卡死,。手術(shù)進(jìn)行了幾個(gè)小時(shí)，但病人最后還是死了,。在休斯頓的得克薩斯心臟病研究所,，一位負(fù)責(zé)助搏器臨床實(shí)驗(yàn)的外科醫(yī)生弗雷澤說：“我們失去了第一次使用助搏器的四位病人。從醫(yī)學(xué)觀點(diǎn)來看,，這是很不愉快的,。但當(dāng)我們把泵取出來看時(shí)，它們看上去都是完好的,?！?/p> ????后來，醫(yī)生們?cè)诓∪说男呐K擴(kuò)張器官完全環(huán)死之前較早地植入這個(gè)裝置,，取得了較理想的效果,。80年代后期，Thermo公司的助搏器經(jīng)常用于臨床試驗(yàn),，作為向準(zhǔn)備進(jìn)行心臟移植手術(shù)的過渡手段,。當(dāng)聯(lián)邦食品和藥品管理署于1994年批準(zhǔn)該產(chǎn)品正式為此目的使用時(shí)，它成為第一個(gè)在美國廣泛使用的植入型心臟助搏器,。食品和藥品管理署最近還給Thermo公司開了綠燈,，允許其助搏器長期用于臨床試驗(yàn)，并選擇了一些沒有其他醫(yī)療方法的病人帶回家里使用——弗朗西斯?麥基翁是第一位,。醫(yī)生們都熱衷于擴(kuò)大助搏器的使用范圍,，因?yàn)樵S多例接受助搏器植入手術(shù)的心臟病患者，病情恢復(fù)得特別好,。這個(gè)裝置使病人重新獲得了心臟搏擊能力,，甚至在康復(fù)后還可以把助搏器取出來。 ????Thermo公司希望今年至少能銷售700套助搏器,，每套售價(jià)約50000美元,。醫(yī)療保險(xiǎn)商對(duì)此不持異議：該裝置除了能延續(xù)生命外，還使病人不再需要昂貴的加強(qiáng)護(hù)理費(fèi)用,。但Thermo公司的優(yōu)勢(shì)可能很難進(jìn)一步擴(kuò)大,。它的重要競爭對(duì)手,，巴克斯特醫(yī)療器械公司的諾維科業(yè)務(wù)部已向聯(lián)邦食品和藥品管理署提出申請(qǐng)，要在美國銷售它生產(chǎn)的助搏器,，這種助搏器已在歐洲商業(yè)性銷售,，有來自歐洲和日本的七位患者永久性地移植了這一裝置。美國國家保健研究所(NIH)最近實(shí)施了一項(xiàng)耗資2700萬美元的五年期方案以開發(fā)研制能夠永久性使用的改進(jìn)型助搏器,。這筆資金被六個(gè)小組獲得，其中還有Nimbus,，Abiomed,，Transicoil和Whalen?Biomedical小組。國家保健研究所還在資助另外三個(gè)研究小組從事整套人工心臟系統(tǒng)的開發(fā)和研制,。 ????Thermo公司繼續(xù)改進(jìn)其助搏器,，但不再獲得國家保健研究所的資助。它今年的利潤達(dá)700萬美元,，比去年高出三倍多,，銷售收入2100萬美元。該公司的股票價(jià)格自1989年初次上市以來上升了3000％還多,，每股約54美元,。一個(gè)可能使投資者振奮不已的前景是：分析家們預(yù)測(cè)，助搏器的市場需求最終將增長到一年30億美元,。 ????波伊里爾仍很謙遜地在他那間簡樸的辦公室里工作,，唯一的裝飾是一束塑料花。他說：“我敢肯定在使用助搏器的長期過程中還會(huì)出現(xiàn)很多問題,。還會(huì)有并發(fā)癥和感染,，還會(huì)出現(xiàn)故障和缺陷。我們可能會(huì)涉入法律糾紛,。但我想這不過是我們將要克服的的另一個(gè)障礙,。 ????譯者：呂博 相關(guān)稿件
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