在美国和欧洲，每年有超过1000万人受到心力衰竭的影响，患者的前景通常是暗淡的。药物只能控制这种状况很长时间，大多数患者需要进行完整的心脏移植。如果你的心脏慢慢衰竭还不够可怕，那么每年可供供体的心脏数量与等待供体的人数相比就微不足道了。对于一些病人来说，他们的体型和血型意味着找到供体心脏的机会几乎为零。
自20世纪50年代以来，人们一直在尝试设计人造心脏，但收效甚微。多年来，对人造心脏的许多测试都涉及到观察一些可怜的动物安装了人造心脏而不是其天然心脏能存活多少天——通常是几天。
这个由人工泵和瓣膜组成的复杂系统——每天需要跳动超过10万次，每年需要跳动数千万次——会被磨损，这意味着机械心脏可能比它们所替代的患病心脏开始更快地衰竭。
少数被批准用于人类的人造心脏目前只是作为最后的手段，在真正的移植之前为病人争取时间。患者必须一直戴着笨重的电源箱，电线在他们的胸部进进出出，导致感染。
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但一种名为BiVACOR的全新设计可能彻底改变人工心脏的使用和治疗心力衰竭的方式。该设备不是试图复制真正的心脏泵血的方式，而是使用一个旋转的圆盘将血液输送到肺部和身体。高科技旋转泵悬浮在磁铁之间，几乎没有机械磨损。由于缺少其他可移动部件，心脏的其余部分可以由超坚固的钛制成。
除了其最先进的悬浮椎间盘技术，BiVACOR心脏可以根据病人的生理需求调整输出(因此它在运动时跳动得更快)，而且可以做得足够小，适合儿童。人们还希望该设备有朝一日能与无线充电技术相结合，这意味着电池也可以植入患者体内，而不是外带。
BiVACOR是Daniel Timms博士的创意，他的父亲Gary是一名水管工，2001年心脏病发作后，他就开始开发人工心脏。当心脏移植短缺的问题变得清晰时，当时还是学生的蒂姆斯开始使用3D打印和管道设备制作原型。
“我们没有钱做动物实验，那太贵了。因此，我和父亲建立了一个复制人体的循环系统，”蒂姆斯说。他现在是BiVACOR公司的首席执行官，也是心脏移植技术的专家。
“我们只是去Bunnings，我们在澳大利亚的大型五金店，建立一个循环回路，以测试它是否为我们创造的人造身体的各个区域提供良好的流量和压力。然后我们在此基础上完善了设备。”
早在2001年，旋转盘技术还处于起步阶段，但它已经被用于帮助心脏受损区域的血液流动的植入物。蒂姆斯的想法是利用这项技术从头开始设计一个完整的心脏。
他说:“实际上，所有人都放弃了制造完全人造心脏的想法。”“相反，他们制造的这些小设备只能放在，比如说，左边，而且刚刚开始使用旋转圆盘技术。我的方法是:为什么不把它应用到完全替换的心脏上呢?”
第一例人工心脏植入手术于1969年在休斯顿的德克萨斯心脏研究所进行。当这位患者在没有心脏的情况下存活了64小时时，这被视为一种成功;在未来的几十年里，人们对人工心脏移植寄予厚望。但这并没有发生。半个多世纪过去了，心脏医生每年都能看到更多的心衰患者，但他们仍在等待一种可靠的设备，来完成我们胸腔中不断跳动的器官的工作。
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BiVACOR再次燃起了人们的希望，人造心脏可以结束令人担忧的、常常是徒劳的心脏捐献者的寻找。新设计不仅筹集了数百万美元的资金，还获得了德克萨斯心脏研究所的支持，该研究所在心脏医疗方面处于世界领先地位。
提姆斯说，这种设计的巨大潜力在于，它完全不像真正的人类心脏。“这有点像比空气重的飞行。大自然赋予了鸟类翅膀的骨骼、肌腱和肌肉。当我们在飞行的早期尝试这样做的时候效果并不好。直到我们停止模仿鸟类，并开发出螺旋桨和引擎，我们才离开了地面。”
自2019年以来，BiVACOR一直在与美国宇航局合作，利用他们的专业知识为故障意味着死亡的情况构建超可靠的硬件。该装置已经在一头牛身上进行了测试，据报道，这头牛不仅还活着，还能在跑步机上跑步，以及其他动物。去年，经过几十年的发展，医生们暂时将BiVACOR设备安装在接受心脏移植手术的人类患者身上，作为人类试验的第一步。在真正捐献的心脏被植入之前，根据病人的解剖尺寸量身定制的设备被安装起来，以检验它们是否有效。
该公司目前正在努力进行第一次适当的人体试验。该计划是将这种设备植入那些找不到合适心脏捐赠者的病人体内，为期三个月，并监测他们的表现。从长远来看，BiVACOR心脏有望取代患者心脏的全部功能，为数百万等待或不适合心脏移植的人带来希望。如果成功，它将结束生物医学工程的一个巨大挑战。
蒂姆斯说:“我没有想到它会变成现在这样，一点也没有。”“这只是一个疯狂的想法，我认为一定有人已经有了，或者可能会把这块地向前移动，然后有人会从那里接手。”
作者
汤姆·爱尔兰，自由科学记者，英国皇家生物学学会双月刊《生物学家》的编辑。
