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計的人工心臟，它正悄悄地使心臟病患者延年益壽。1982年，美國猶他大學醫療中心宣布為巴尼?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的消息。數百萬人為之傾心不已，蜂涌而至的記者們熱情高漲。據說，有些記者甚至把醫院職工堵在墻角，為采寫獨家消息而行賄。36歲的發明人羅伯特?賈維克，似乎有了孩子般天真的沖動，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，因出現多種并發癥，在植入手術后第112天死去。在聯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，但結果都差不多。 ????相反，紐約哥倫比亞長老會醫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泵，卻未能引起媒體的重視，全國也只有一則美聯社的短訊和一條電視新聞。死神對此十分惱火。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機械裝置來幫助血液循環，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心臟系統公司制造的。它同衰竭的心臟一起工作，并承擔起了心臟的大部分任務。自1986年以來，在不到17月的時間里，心臟助搏器已經被移植到700多位等待移植人類心臟的患者身上。外科醫生埃里克?羅斯說，現在，植入助搏器已經成為一種常規手術，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，甚至比他們的醫生做的還好。成功地將助搏器植入左心室而不產生副作用，這的確預示著一場革命。十年之內，人工心臟會在成千上萬的心臟病患者胸膛內跳動，使病人延年益壽。如果說永久性的人工心臟是心臟病學界的登月計劃，那么，麥基翁植入的心臟助搏器就是阿波羅飛船的先驅者雙子星號地球軌道飛行器。這個裝置包含了一系列經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安全運行了一年多時間。哥倫比亞長老會醫療中心的奧茲醫生估計，20％的心力衰竭患者，特別是那些年紀太大不能接受心臟移植手術的患者，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。當充足的血液通過短管流入助搏器的泵內時，傳感器迅速啟動電機，推動一個象活塞一樣的盤片把血液送入連接心臟的的主動脈。??麥基翁六月份出院回家時，衣服下面將掛著一個皮套，里面裝有一個重量為1.5磅、可供助搏器電動泵工作8小時的充電電池。電池連著掛在腹部切口處的一根導線。麥基翁戴著這個裝置時，唯一能感覺到的只是微型馬達轉動時發出的細微響聲。“有時我也在醫療學術會上開個玩笑，”奧茲醫生說，“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現他身上戴著東西。” ????同多數戲法一樣，奧茲醫生的玩笑是用大量的汗水和辛勤的探索換來的。沒人會比54歲的機械工程師、Thermo公司的總經理維克多?波伊里爾更清楚其中的代價。他領導了開發工作，整整干了30年，最了解那種忍辱負重的痛苦：“當我們在1965年開始的時候，我們對血液凝塊和感染現象束手無策。原想心臟只是一個泵。我們是工程師，知道怎樣制造泵。” ????波伊里爾和他的小組在實驗室試驗了20多年后，才開始把他們做出來的裝置移植到人體內。他們還得再進行10年的臨床實驗，在得到聯邦食品和藥品管理署(FDA)的批準后，才能長期使用。他們一遍又一遍地設計方案，甚至還淘汰了一個花了十年時間才做出來的主要部件。在經過無數次的動物實驗后，最初幾位接受樣機植入手術的病人還是死在手術臺上了，他們感到沮喪——因為當時手術只能在垂危病人身上進行。但是他們最終還是證明自己擁有了模仿30億年生物進化過程的設計。 ????完成這一設計的要求首先是：雇一位象波伊里爾那樣頑強的至善論者。一位1973年就加入該小組工作的電氣工程師戴維?杰恩斯說：“經常是由于維克多頑強不屈，我們才堅持了下來。他相信總會找到辦法。”波伊里爾率領他的小組獲得十多項專利便證明了這一點。其中最主要的一項專利的內容是首創助搏器與人體不發生相互排斥現象的辦法。這項技術通過促進細胞在泵內壁薄膜上生長來制止發生威脅生命的凝血現象。 ????但是，正當波伊里爾和他的同事們費力地解決種種難題的時候，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。賈維克是一位醫生，他不重視Thermo公司這個齒輪做成的裝置，認為它就象魯比?高爾德波格的奇怪發明。“純粹的工程師已經做出了非常復雜的、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時就曾對本刊說過，“我的泵非常簡單”。 ????“賈維克設計的泵太簡單，讓我毛發倒豎，”極少動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，鋁會在人體內分解。”他補充說，“一個人工心臟要連續幾年每天跳動十萬次，還得經受帶鹽性而且溫熱的血液、能分解塑料的酶等物質的侵蝕，細胞會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年代已從事開發用于空間探測器的核能源。在后來獲得國家保健研究所的資助繼續研究人工心臟時，Thermo公司的工程師提出，核能是唯一能夠持續多年的小型能源，這個思路得到了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：一臺由米自一個鉛封钚核的熱力驅動的微型蒸氣泵。?“這是你能想到的最復雜的系統，”波伊里爾感嘆說。但它確實管用。他們在猴子身上做試驗，然后觀察一段時間，結果表明即使射線發生偏離，也不會引起病變。但該主張最后還是被否決了，最主要的原因是擔心恐怖分子會綁架心臟病患者并用他們身上的钚制造炸彈。Thermo現在的泵是靠壓縮空氣或電動馬達驅動的。 ????波伊里爾在其他關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。他們還要忍受心絞痛的折磨，可能因為血凝塊聚在泵表面，掉落后阻滯在大腦里。 ????Thermo公司小組試驗了幾十種材料，提出了上百種解決方案，有時他們要把樣泵放在鹽水罐里或者植入動物體內，如果幾年后發現了致命的缺陷，又再重新開始。他們最終找到了一種堅固耐久的材料——鈦，一種質輕而不易磨損的金屬材料，用于制造泵的外殼，泵的內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，血液細胞在較粗糙的表面上可能不會凝塊，而形成一層能抗凝塊的、類似動脈血管內壁那樣的薄膜組織。Thermo公司的工程師們開始嘗試制作一種粗糙的泵襯，而這時，賈維克和其他競爭對手們仍在設法使內壁更平滑。 ????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。動物在植入樣泵后，產生了可能導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胞層。結果也很不幸。后來，他們又用了幾年時間找到了一種方法：在進行移植手術之前用速生細胞在泵里面“預種”出皮毛狀絨面。經過實驗，這個辦法使助搏器在動物體內能正常工作一年以上而不產生凝塊，為進行人體臨床試驗鋪平了道路。 ????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的性格，他父親背部受傷后半癱，但仍經營家具生意，拼命地堅持工作。1961年，19歲的波伊里爾早早地結了婚，他沒錢支付上大學的學費，就到Thermo公司找了一份工作，做初級繪圖員。“那是同一大群非常聰明的人在一起，就象在麻省理工學院一樣。”他說，“我十分羨慕他們。這使我非常強烈地想成為一名工程師。”但實現這一愿望也是很難的，從不起眼的東北大學拿一張工程學學士學位就使他苦苦地上了九年夜校。憑借堅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，在臨床試驗階段時，被任命為助搏器項目的負責人。 ????當波伊里爾和他的小組進行動物實驗的后期研究時，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：“在投資者會議上，我剛站起來，就聽到后面有人說，‘天呀，別又是一個人工心臟公司。”’他在東北大學用業余時間修完工商管理碩士班，磨練了講話和經商的技巧之后，他以直爽的談吐和有說服力的數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，工作分散了他中年喪子的痛苦。他年僅10歲的兒子在經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。當第一次用一臺非移植型樣機救護一個垂危的心臟病人時，他在手術室驚恐地看到助搏器不能正常運轉。但很快便查出了原因：泵是由冷卻氣體驅動的，而手術室的冷氣加大了熱交換器的負荷(熱交換器的作用是防止閥門凍結)。波伊里爾用雙手捂著冰冷的熱交換器，以使泵不被卡死。手術進行了幾個小時，但病人最后還是死了。在休斯頓的得克薩斯心臟病研究所，一位負責助搏器臨床實驗的外科醫生弗雷澤說：“我們失去了第一次使用助搏器的四位病人。從醫學觀點來看，這是很不愉快的。但當我們把泵取出來看時，它們看上去都是完好的。” ????后來，醫生們在病人的心臟擴張器官完全環死之前較早地植入這個裝置，取得了較理想的效果。80年代后期，Thermo公司的助搏器經常用于臨床試驗，作為向準備進行心臟移植手術的過渡手段。當聯邦食品和藥品管理署于1994年批準該產品正式為此目的使用時，它成為第一個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，并選擇了一些沒有其他醫療方法的病人帶回家里使用——弗朗西斯?麥基翁是第一位。醫生們都熱衷于擴大助搏器的使用范圍，因為許多例接受助搏器植入手術的心臟病患者，病情恢復得特別好。這個裝置使病人重新獲得了心臟搏擊能力，甚至在康復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，每套售價約50000美元。醫療保險商對此不持異議：該裝置除了能延續生命外，還使病人不再需要昂貴的加強護理費用。但Thermo公司的優勢可能很難進一步擴大。它的重要競爭對手，巴克斯特醫療器械公司的諾維科業務部已向聯邦食品和藥品管理署提出申請，要在美國銷售它生產的助搏器，這種助搏器已在歐洲商業性銷售，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)最近實施了一項耗資2700萬美元的五年期方案以開發研制能夠永久性使用的改進型助搏器。這筆資金被六個小組獲得，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研究小組從事整套人工心臟系統的開發和研制。 ????Thermo公司繼續改進其助搏器，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。該公司的股票價格自1989年初次上市以來上升了3000％還多，每股約54美元。一個可能使投資者振奮不已的前景是：分析家們預測，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出現很多問題。還會有并發癥和感染，還會出現故障和缺陷。我們可能會涉入法律糾紛。但我想這不過是我們將要克服的的另一個障礙。 ????譯者：呂博 相關稿件
|
|
500強情報中心
|
深入財富中文網
|
