心室輔助裝置應(yīng)用現(xiàn)狀及進(jìn)展

陳銘 王怡軒 徐力 李飛

自1967年世界首例心臟移植成功實(shí)施以來(lái)，經(jīng)過(guò)五十余年發(fā)展，心臟移植成為目前終末期心力衰竭最有效的治療手段[1]。但供心短缺嚴(yán)重制約心臟移植發(fā)展，全球每年完成心臟移植僅6 000例左右，無(wú)法滿足持續(xù)增長(zhǎng)的終末期心力衰竭救治需求[2-3]。心室輔助裝置（ventricular assist device，VAD）近年來(lái)快速發(fā)展，已成為目前終末期心力衰竭的有效替代治療手段之一[4-5]。

VAD根據(jù)輔助時(shí)長(zhǎng)可分為持久VAD（durable VAD，dVAD）（主要用于>3個(gè)月的循環(huán)支持）和臨時(shí)VAD（temporary VAD，tVAD）；根據(jù)使用方式可分為植入式VAD、體外VAD；根據(jù)輔助心室可分為左心室VAD（left VAD，LVAD）、右心室VAD和雙心室VAD（BiVAD）。LVAD是臨床最常用的dVAD，部分右心室或雙心室衰竭患者也可應(yīng)用dVAD。本文主要介紹dVAD的發(fā)展歷程和應(yīng)用現(xiàn)狀。

自20世紀(jì)60年代以來(lái)，dVAD發(fā)展經(jīng)歷了3代：第一代為搏動(dòng)流泵，第二代為軸流泵，第三代為磁液懸浮泵。隨著技術(shù)進(jìn)步和臨床應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累，dVAD的并發(fā)癥得到有效控制，應(yīng)用場(chǎng)景也更加多元，目前應(yīng)用主要集中在以下3個(gè)方面：（1）心臟移植橋接治療（bridge to heart transplant，BTT）；（2）終點(diǎn)治療（destination therapy，DT），即替代心臟移植維持或緩解患者病情的治療方案；（3）為臨床決策爭(zhēng)取時(shí)間（bridge to decision，BTD）。

我國(guó)人工心臟技術(shù)起步較晚，于2000年后才逐步開(kāi)啟該領(lǐng)域的研究。21世紀(jì)初，我國(guó)從日本引進(jìn)了心室輔助裝置——“永仁心”（EVAHEART），并成功應(yīng)用于臨床。隨后，國(guó)內(nèi)多家單位自主研發(fā)出多款國(guó)產(chǎn)第三代磁懸浮人工心臟，在多個(gè)方面已接近國(guó)際領(lǐng)先水平。華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院作為首批參加“永仁心”臨床試驗(yàn)的單位，自2018年至今，已順利完成各類dVAD植入18例。目前dVAD技術(shù)已相對(duì)成熟，本文主要對(duì)dVAD發(fā)展、國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀及我院應(yīng)用情況進(jìn)行介紹。

1 dVAD的發(fā)展歷程

自1962年美國(guó)“人工心臟項(xiàng)目”開(kāi)啟，終末期心力衰竭患者的治療理念從以“替代心臟”為主[即以全人工心臟（total artificial heart，TAH）為代表的全心臟替換模式]逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤拜o助心臟循環(huán)”（即以開(kāi)發(fā)單腔泵輔助為主的輔助循環(huán)模式）。治療理念上的轉(zhuǎn)變促成了VAD問(wèn)世[6]。1966年，DeBakey及其同事植入了人類史上第1個(gè)氣體驅(qū)動(dòng)的VAD[7]。但直到1984年，人類才成功完成第1例應(yīng)用VAD-BTT的移植手術(shù)[6]。

1.1 第一代dVAD

第一代dVAD包括Berlin Heart EXCOR、Thoratec PVAD 和 HeartMate VEX（HeartMateⅠ），其通過(guò)氣壓或電力驅(qū)動(dòng)，以擠壓的方式產(chǎn)生搏動(dòng)血流，從而模擬心臟搏動(dòng)。但第一代dVAD存在體積大、噪聲大、容易出現(xiàn)插管感染、容易因動(dòng)力單元包膜撕裂或心臟原有瓣膜退化出現(xiàn)故障和嚴(yán)重并發(fā)癥等缺點(diǎn)，嚴(yán)重降低了植入后患者的生活質(zhì)量，并極大地增加了離院后風(fēng)險(xiǎn)。這使得第一代dVAD的使用有很強(qiáng)的醫(yī)院依賴性。

1.2 第二代dVAD

第二代dVAD包括HeartMateⅡ、JARVIK 2000、Debakey，該類設(shè)備采用軸流離心技術(shù)產(chǎn)生連續(xù)流動(dòng)血流（continue flow，CF）以實(shí)現(xiàn)循環(huán)。體積的減小和生物相容性的提高有效改善了患者預(yù)后。此外，顯著降低的噪音極大地提高了患者離院后生活質(zhì)量。第二代dVAD使用了葉輪組合機(jī)械和磁固定技術(shù)，這兩項(xiàng)技術(shù)顯著增加了設(shè)備耐用性[8]。HeartMateⅡ作為第二代dVAD中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備，于2008年獲得美國(guó)食品與藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）批準(zhǔn)應(yīng)用于BTT，后于2010年批準(zhǔn)用于DT。一項(xiàng)對(duì)比第一代和第二代dVAD的臨床研究數(shù)據(jù)顯示，使用CF技術(shù)的第二代dVAD在提高術(shù)后生存率和減少并發(fā)癥發(fā)生率方面，較使用搏動(dòng)血流技術(shù)的第一代dVAD有明顯優(yōu)勢(shì)[9]。截止至2017年，CF-dVAD植入裝置（包括第三代dVAD）比例已超過(guò)95%[10]。

第二代dVAD的連續(xù)流泵采用的是剛性帶葉轉(zhuǎn)軸，雖然能夠通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)來(lái)滿足射血需求，但高速轉(zhuǎn)軸容易產(chǎn)熱，且在與血液接觸時(shí)容易造成血液成分破壞，形成血栓，增加血栓栓塞風(fēng)險(xiǎn)。隨著HeartMateⅢ的廣泛應(yīng)用，HeartMateⅡ已于2019年退市。

1.3 第三代dVAD

第三代dVAD包括有EVAHEART、HeartWare HVAD和HeartMateⅢ，采用磁懸浮或流體動(dòng)力懸浮固定技術(shù)，具有更高的泵血效率，使第三代dVAD能夠通過(guò)更低的轉(zhuǎn)速滿足泵血需求，這一優(yōu)勢(shì)能夠顯著減少血液成分破壞。

EVAHEART采用開(kāi)放式葉片葉輪的專用流體動(dòng)力懸浮系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)始于2002年，后于2010年在日本獲得厚生省制造銷售許可，批準(zhǔn)進(jìn)入臨床用于BTT[11]。2011年，EVAHEART在日本上市銷售，臨床效果良好。日本數(shù)據(jù)顯示，患者6個(gè)月、1年、2年生存率分別為93.1%、88.4%、81.1%，且該設(shè)備導(dǎo)致的右心衰竭、胃腸道出血、主動(dòng)脈瓣反流等并發(fā)癥發(fā)生率明顯低于國(guó)外同類產(chǎn)品。EVAHEART于2014年由重慶永仁公司引入我國(guó)，命名為“永仁心”（EVAHEARTⅠ）。之后取得了美國(guó)醫(yī)療器械豁免許可（Investigational Device Exemption，IDE）和歐盟CE認(rèn)證，并于2022年8月在歐洲成功完成首次臨床應(yīng)用。

HeartMateⅢ是全球首款采用全磁懸浮技術(shù)的人工心臟，于2014年完成首次臨床植入，2017年獲批用于BTT，2018年獲批用于DT，目前已成為全世界應(yīng)用最廣泛的VAD，在美國(guó)占據(jù)80%的市場(chǎng)份額[12]。該設(shè)備特有的FullMagLev磁懸浮技術(shù)有效減少了磨損和發(fā)熱，這種“零磨損”（no wear-out）技術(shù)使得其壽命可達(dá)十年以上[13]。懸浮轉(zhuǎn)子持續(xù)旋轉(zhuǎn)避免了心室內(nèi)血流瘀滯，轉(zhuǎn)子和機(jī)械心室間無(wú)接觸設(shè)計(jì)也能夠顯著減少血液成分破壞，進(jìn)而有效降低出血性或血栓性并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)[14]。2022年，一項(xiàng)關(guān)于磁懸浮技術(shù)用于接受HeartMate機(jī)械循環(huán)支持治療患者的多中心研究（MOMENTUM 3）對(duì)HeartMateⅡ和Ⅲ的5年預(yù)后進(jìn)行了對(duì)比，其結(jié)果顯示，后者在BTT、DT、BTD有顯著優(yōu)勢(shì)，且腦卒中、出血和血栓形成等嚴(yán)重不良事件發(fā)生率更低[15]。

美國(guó)美敦力公司于2016年收購(gòu)HeartWare，研發(fā)推出采用磁液混合泵HVAD，后因機(jī)械故障問(wèn)題和顯著增加神經(jīng)系統(tǒng)不良事件，于2021年宣布退市[16]。

2018年，是農(nóng)墾改革爬坡過(guò)坎、攻堅(jiān)克難的關(guān)鍵之年。各級(jí)農(nóng)墾部門以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，深入學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì)習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于農(nóng)墾改革發(fā)展的重要指示精神，貫徹落實(shí)《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)農(nóng)墾改革發(fā)展的意見(jiàn)》，按照黨中央國(guó)務(wù)院決策部署，以墾區(qū)集團(tuán)化、農(nóng)場(chǎng)企業(yè)化改革為主線，推動(dòng)資源資產(chǎn)整合、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)，農(nóng)墾重要領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)改革實(shí)現(xiàn)新突破，經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng)，農(nóng)墾改革發(fā)展邁上了新臺(tái)階。

2 國(guó)外VAD的應(yīng)用情況

由于心力衰竭人數(shù)逐年增加，供受者比例越發(fā)不平衡。近年來(lái)，dVAD用于BTT持續(xù)增多，但受限于供者數(shù)量，用于DT的患者比例激增。報(bào)道顯示，歐美地區(qū)2000年應(yīng)用VAD作為DT的患者比例為19.1%，2012年上升至40.0%[17]。截止至2017年，歐美地區(qū)接受VAD支持的患者數(shù)量繼續(xù)增加，用于DT已達(dá)50%，而B(niǎo)TT僅占26%[10]。根據(jù)美國(guó)相關(guān)研究顯示，截止至2020年，VAD在整體使用量增加的情況下，用于DT的比例已從2012年的30%激增至2020年的80%，而B(niǎo)TT和BTD分別為10%和20%[18]。

近年來(lái)，多項(xiàng)研究顯示雖然植入VAD的患者往往面臨許多嚴(yán)重的并發(fā)癥（如出血、栓塞、腦卒中等），但隨著設(shè)備和技術(shù)進(jìn)步，無(wú)論VAD用于BTT還是DT，都能夠顯著改善終末期心力衰竭患者的預(yù)后，表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景[19-21]。MOMENTUM 3結(jié)果顯示，應(yīng)用HeartMateⅢ作為DT和BTT時(shí)，二者術(shù)后2年結(jié)局相似[22]。表明在短期治療中，HeartMateⅢ作為DT已與BTT后心臟移植療效持平。

3 我國(guó)人工心臟發(fā)展情況

目前我國(guó)應(yīng)用的dVAD主要有永仁心（EVAHEARTⅠ）、蘇州同心（CH-VAD）、航天泰心（HeartCon）和深圳核心（CorHeart 6）。2022年中國(guó)心臟病大會(huì)數(shù)據(jù)顯示，自2017年以來(lái)，目前國(guó)內(nèi)共有33家醫(yī)院開(kāi)展了200余例LVAD植入手術(shù)。

3.1 永仁心

EVAHEARTⅠ是我國(guó)首款引入并獲批上市用于臨床的人工心臟。使用磁液懸浮技術(shù)，具有低轉(zhuǎn)速、高流量的特點(diǎn)，能夠產(chǎn)生生理性搏動(dòng)血流，較HeartMateⅢ有更好的生物相容性，能夠有效減少血栓和出血風(fēng)險(xiǎn)。于2017年12月獲得國(guó)家藥品監(jiān)督管理局臨床試驗(yàn)審批，并在中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院、華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院和福建醫(yī)科大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院3家醫(yī)院成功完成了17例臨床植入手術(shù)，患者術(shù)后1年生存率為100%。2019年8月，EVAHEARTⅠ作為國(guó)內(nèi)首款人工心臟產(chǎn)品獲國(guó)家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)上市[23]。

3.2 茲孚心室輔助系統(tǒng)

由中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院和蘇州同心醫(yī)療聯(lián)合開(kāi)發(fā)的CH-VAD是一款完全磁懸浮式人工心臟。2009年，蘇州同心公司X1原型機(jī)研發(fā)成功。2015年X5原型機(jī)設(shè)計(jì)定型，成功完成動(dòng)物實(shí)驗(yàn)后，于次年整合為“茲孚心室輔助系統(tǒng)”。該系統(tǒng)具有體積小的優(yōu)勢(shì)，泵體僅高爾夫球大?。ū韧贖eartMateⅢ體積更小）。2016年獲創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批通道，并于2017年首次在臨床成功植入。2019年3月在中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院、華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院、福建醫(yī)科大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院等開(kāi)啟臨床試驗(yàn)，2020年11月獲國(guó)家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)，后于12月正式上市[24]。

3.3 航天泰心

2009年，天津航天泰心科技有限公司啟動(dòng)了人工心臟HeartCon的研制工作。HeartCon采用磁液雙懸浮、泵機(jī)一體化、電控雙冗余技術(shù)，該人工心臟具有體積小、質(zhì)量輕、溫升低等特點(diǎn)。2012年，天津航天泰心科技有限公司成功攻克組織相容性障礙，2015年完成首批動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，2019年泰達(dá)國(guó)際心血管病醫(yī)院首次應(yīng)用HeartCon治療終末期心力衰竭患者，并取得成功。2020年8月，HeartCon獲得國(guó)家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)并開(kāi)始臨床試驗(yàn)。目前該公司正同時(shí)進(jìn)行針對(duì)早期心力衰竭患者和兒童先天性心力衰竭患者微型心室輔助裝置的研發(fā)。

3.4 深圳核心

CorHeart 6血泵質(zhì)量?jī)H為90 g，是迄今為止全球體積最小、重量最輕的可植入磁懸浮離心式人工心臟。CorHeart 6有良好的血液相容性、功耗小、發(fā)熱少等特點(diǎn)。配備的控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)葉輪轉(zhuǎn)速與位置，精準(zhǔn)控制葉輪在平衡位置穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)。閉式葉輪的設(shè)計(jì)能夠減少血細(xì)胞破壞。血流通道方面，主要通道中無(wú)血流停滯區(qū)，次要通道路徑短，可減少血液駐留時(shí)間。同時(shí)，血流通道間隙大小可通過(guò)磁懸浮控制，從而避免擠壓形成血栓。輕量小巧的特點(diǎn)以及良好的血液相容性，不僅使得該設(shè)備可應(yīng)用于兒童患者，也能夠有效減少手術(shù)損傷。CorHeart 6臨床植入手術(shù)于2021年10月8日首次在阜外華中心血管病醫(yī)院成功實(shí)施，2021年12月啟動(dòng)多中心臨床試驗(yàn)。

4 我國(guó)dVAD存在的局限性

我國(guó)步入dVAD領(lǐng)域時(shí)間較晚，近年來(lái)，我國(guó)dVAD不斷追趕國(guó)際一流產(chǎn)品[25-26]。雖取得一定成就，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)dVAD在機(jī)械設(shè)計(jì)、生物相容性、抗凝能力等方面仍存在差距[27-28]。且目前國(guó)產(chǎn)第三代VAD目前的應(yīng)用主要集中于BTT和BTD，缺少DT相關(guān)應(yīng)用研究。

表 1 已通過(guò)美國(guó)FDA認(rèn)證的VAD與國(guó)產(chǎn)VADTable 1 VAD certified by FDA and domestic VAD

5 華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院VAD應(yīng)用情況

2018年至今，我院先后參與EVAHEART、CHVAD、CorHeart、MoyoAssist Extra-VAD（一種國(guó)產(chǎn)tVAD）研發(fā)項(xiàng)目，并完成共計(jì)32例VAD相關(guān)手術(shù)。其中dVAD植入術(shù)共計(jì)18例。VAD應(yīng)用時(shí)間軸如下：

2018年，參與中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院牽頭的永仁心EVAHEARTⅠ臨床試驗(yàn)。12月5日，完成華中地區(qū)首例LVAD（EVAHEARTⅠ）植入。

2019年9月30日，首次完成CH-VAD植入術(shù)。

2020年6月，成功完成全球最長(zhǎng)時(shí)間（295 d）體外雙心室輔助橋接心臟移植（BiVAD-BTT）。

2021年1月7日，首次成功完成CorHeart植入手術(shù)。

2021年6月8日，成功完成中國(guó)首款、全球第二款體外磁懸浮人工心臟（MoyoAssist）植入手術(shù)。

2022年3月，成功完成全球最小磁懸浮人工心臟 CorHeart 6 植入手術(shù)。

2022年8月，成功完成全國(guó)首例體外磁懸浮人工心臟（MoyoAssist）微創(chuàng)植入術(shù)。

6 小 結(jié)

隨著全球終末期心力衰竭患者數(shù)量逐年增加，VAD作為目前應(yīng)用最為廣泛的人工心臟，在提高患者生活質(zhì)量、減少術(shù)后并發(fā)癥和延長(zhǎng)存活時(shí)間等方面，展現(xiàn)出良好的效果和廣闊的應(yīng)用前景。

dVAD自上世紀(jì)末以來(lái)高速發(fā)展。相對(duì)TAH，dVAD在控制術(shù)后并發(fā)癥、減輕體積質(zhì)量、擴(kuò)大適應(yīng)證等方面也有更大的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過(guò)三代的不斷改進(jìn)，dVAD技術(shù)已基本成熟。HeartMateⅢ作為三代dVAD代表產(chǎn)品，用于DT的2年治療效果已基本接近其作為BTT的療效。同時(shí)，新型材料的應(yīng)用、更輕量化的體內(nèi)設(shè)備和更智能的調(diào)控系統(tǒng)顯著減少了dVAD相關(guān)并發(fā)癥，并極大程度改善了患者的生活質(zhì)量。國(guó)產(chǎn)dVAD近年來(lái)在不斷跟進(jìn)國(guó)際前沿步伐，人口老齡化和較大的終末期心力衰竭患者數(shù)量使我國(guó)dVAD研發(fā)和臨床應(yīng)用更為迫切。因此，應(yīng)加快推動(dòng)國(guó)產(chǎn)dVAD，尤其是該設(shè)備在DT方面的研發(fā)和應(yīng)用。

雖然目前dVAD已經(jīng)發(fā)展到第三代，常見(jiàn)并發(fā)癥如出血、血栓、腦卒中、感染等仍然是dVAD植入后主要面臨的問(wèn)題。因此在dVAD發(fā)展的同時(shí)，更加規(guī)范化和個(gè)體化的術(shù)前、圍手術(shù)期以及術(shù)后管理方案也十分重要。未來(lái)，dVAD設(shè)備和技術(shù)層面的發(fā)展主要集中于更小的體積、更具生物親和性的材料、更加智能仿生的泵血調(diào)節(jié)系統(tǒng)、全包埋式供電系統(tǒng)（如無(wú)線充電技術(shù)）及多學(xué)科融合制定更優(yōu)的人工心臟管理策略。