[实用新型]全肌性人工心脏

说明书

技术领域

本实用新型涉及人造器官，尤其是一种人工心脏。

背景技术

据不完全统计，世界范围内有2000万的心力衰竭患者，我国约有500万，每年新增50 万，且每年导致30万患者死亡。随着寿命的延长，心衰的救治已经成为各国重要的公共卫生 问题。而心衰患者等待期6个月和12个月的死亡率分别为21％和47％。心室辅助装置VAD和 全人工心脏TAH，对挽救其生命有重要意义。心脏移植是治疗终末期心衰的最有效手段，但 供体来源有限。美国每年心脏移植数量在2200例左右，每年等待移植的患者超过5万例。

从1960年肯尼迪等提出全人工心脏(TAH)概念，该领域进展不断。根据工作原理，目 前的TAH分为气动泵和电动泵。Syncardia是应用最多的气动泵，重160g，占用空间400ml， 可提供70ml的最大每搏输出量和9.5L/min的最大心输出量。目前已被置入到1100例患者， 最长生存时间3.75年。Abiocor是首个完全置入式电动泵，重900g，可提供60mm的最大每 搏输出量和8L/min的最大心输出量。

BivACOR是2012年澳大利亚生物医学工程师Timms与得州心脏研究所的心脏外科专家 合作进行器械改良和测试。BIVACOR设计独特，有一个高速旋转的磁悬浮磁盘驱动其两侧的 蝶形“浆片”，避免了机械泵常见的磨损。BIvacor可以为双心室提供支持(BVassist)，也 可完全替代自然心脏功能(BVreplace)。

而2013年12月，由法国心脏外科医生Alaincarpentier发明、法国Carmate公司推 出的TAH被首次置入人体。其被称为“全球第一颗永久性生物合成人工心脏”，也是通过电动 装置驱动双心室完成射血功能，但其形态和生理学对自然心脏的模拟度更高，但重量超过 900g。由于使用经皮能量传送技术，消除了经皮穿出的驱动线管，因此，感染率降低。患者 最长生存3年。Carmat仍为电动泵，特点与abiocor类似。

人工心脏在美国已进入产业化，2012年销售额突破5亿美元，成为心血管医疗器械产业 的一个新的分支，其价格高达每套10万美元。

随着科学技术的巨大进步，和既往的人造肌肉以气动方式为主不同，目前的人造肌肉从 形态结构和功能实现上，已经和人和动物的肌肉形态结构和功能逐渐趋于一致，而且，在力 量、灵活性和牢固性等方面，更是成倍超过了自然肌肉。如，电活性聚合物和电致伸缩聚合 物，能够在电流或者外加电场下，通过材料内部结构的改变而伸缩、弯曲、束紧或膨胀，和 生物肌肉十分相似，尤其是以小而强的碳纳米管为原料的人造肌肉最为典型，比同等的天然 肌肉强200倍，这相当于一个75公斤的人曲臂撑住1280公斤的重量。而且，人造肌纤维反 应快速，可以在25毫秒内完成一次收缩和舒张，换言之收缩舒张一次只要25个千分之一秒。 最重要的是新一代人造肌肉不仅制作简单，而且制作材料很便宜，改进了的人造肌肉可以应 用在下一代机械臂上、飞机副翼上、医疗器械上，基本上所有无生命的运动部件都可以应用。 在医疗上、军事和环保等一些领域正逐步取代一些以电机为主的驱动设备。

在人工心脏方面，迄今为止，所有的心室辅助装置VAD或者全人工心脏TAH，一是多为 硬质的机械结构，比如由气缸，电动机，磁盘等等组成。二是操作性和安全性及控制性无法 尽可能完善。三是动力组成缺乏可持续性和方便性。第四是比较容易造成其他附加损伤和并 发症，如血栓形成，脑血管不良事件等。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种操作性更好、安全性更高的全肌性人工心脏。

本实用新型公开的全肌性人工心脏，包括控制器、供能系统和由人造肌肉纤维编织而成 的心脏本体，所述控制器和供能系统均与心脏本体相连接，所述心脏本体内设置有左心房、 左心室、右心房和右心室，所述右心房连接有上腔静脉管和下腔静脉管，所述右心房通过防 血液倒流结构与右心室相连接，所述右心室通过防血液倒流结构与肺动脉管连接，所述左心 房连接有肺静脉管，所述左心房通过防血液倒流结构与左心室连接，所述左心室通过防血液 倒流结构与主动脉管连接。

优选地，所述上腔静脉管、下腔静脉管、肺动脉管、肺静脉管和主动脉管均由人造肌肉 纤维与心脏本体一体编制而成。

优选地，所述防血液倒流结构为人造括约肌组织。