这款“环抱”心脏的软体机器人，可让坏死的心脏重新跳动

它不仅打破了现有心脏治疗的技术瓶颈，亦解决了心脏供体不足的问题。

在现代社会中，心脏病已经日益成为人类健康的主要威胁，而对于末期的充血性心力衰竭，传统的心脏移植手术治疗手段由于心脏供体的极度缺乏，已经远远不能满足患者的需求。

背景|技术发展现状

对于很多心脏功能衰竭的患者，在心脏移植前后，医生常用心室辅助装置来帮助他们渡过这一艰难期，甚至将其作为永久性治疗的一种治疗办法。这就是我们常说的“人工心脏”，即用生物机械手段部分或完全替代心脏的泵血机能，维持全身的血液循环。

按功能划分，“人工心脏”包括心室辅助血泵（VAD）和全人工心脏（TAH）。这里，心室辅助血泵（VAD）是一种将血液由静脉系统或心脏引出直接泵入动脉系统部分或全部代替心室做功的人工机械装置，简言之，这就是一个代替心脏回血功能的“泵”。

因为随着科学技术与医学的不断发展，医学研究者还是希望能够在原有心脏的基础上进行辅助性的恢复，故而心室辅助血泵的研究已成为心脏外科和生物医学工程领域研究的焦点。

目前临床上试用或应用的VAD按植入方式的不同主要分为两种,可植入式和非植入式：

非植入式心室辅助装置：非植入式心室辅助装置对罹患致命性心力衰竭患者的左心、右心或双心起支持或替代作用。因该装置使用时置于患者的腹前壁外,故又叫“体旁型”心室辅助装置。

植入式心室辅助装置：即可将装置部分或全部植入人体内的心室辅助装置。

与非植入式VAD相比，植入式VAD有许多优点：植入式VAD管道短，耗能减少，耐久性好；与血液接触面积小，抗血栓性能好；结构简单、操作直观、易于植入，尤其在术后临时辅助具有很大的实用价值；因植入式VAD可植入，感染问题也可得到较好的解决。

研究|技术难点与突破性成果

虽然植入式VAD的优点很多，但是在制作材料、性能等方面都对心脏会造成一定的损害。另一方面随着心室辅助血泵研究的不断深化，在其性能方面，人们越来越希望能让它以更加符合自然心脏的工作机制来运作，从而满足患者的血液需求。

因此，在心室辅助血泵的研究过程中，控制系统的研发是心室辅助血泵研究中的关键问题之一。

不同于传统的心脏辅助血泵，这款由哈佛医学院研究团队和工程师们研发出的智能心脏辅助装置是内置在心脏上却不接触血液的，且其功能上有大幅改进，并且它是以激发和辅助器官正常功能为主要准则的机器人。

据了解，这款机器人主要是由橡胶和塑料聚合物制成，它缠绕在心脏周围，通过挤压心脏来帮助血液流入身体。其中，机器人内部的电子元件会自动将机械挤压和扭动的节奏调节到心脏的自然节奏。并且，正因为该机器人材质柔软，所以它能够更好地与器官契合，而不刺激器官组织。此外，因为该机器人不是采用复杂笨重的传统电机，而是选用气动方式，所以它的动作与也十分柔和。

值得指出的是，除了辅助心脏的外壁抽动，该机器人的轴还辅助心脏隔膜向心室壁的运动，以此实现对健康心脏挤压动作的逼真模拟。对此，研究人员Nikolay Vasilyev解释道：“虽然已经存在类似的植入式VAD装置，但是它们只能针对一侧的心室进行挤压。而我们这个采用的是全新的方法，它可以利用心室间隔来帮助坏死的心室进行收缩动作。”

此外，关于这一机器人，它还有另外一个好处，就是它并没有直接接触到血液流通的过程，这样会大大降低凝血和感染的风险。对此，Vasilyev指出，这一软机器人本质上就相当于心脏外部附近的一组肌肉，它可以改善受损肌肉层的功能。

总结|技术不是问题，资金是难点

目前，这一机器人是由外部紧贴心脏壁的套管和内部支撑心室间隔的轴组成，它可以根据患者的情况来配合挤压心室而不损坏健康的心室功能。

对于这一技术的应用，利兹大学机器人专家Pietro Valdastri表示：“就技术发展而言，我相信现在这项技术已经快到了一个大公司或者一大批投资者把它提高到一个新水平的阶段。坦率说，我希望这很快发生，因为这种技术看起来已经相当成熟了。”

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