中国“火箭心”应运而生，依托航天科学技术和超级计算机算法的双重加持，为患者们提供了新生的希望。
《瞭望东方周刊》记者毛振华?编辑陈融雪
国产人工心脏“火箭心”(毛振华/摄)
前不久，患有心衰的小余接受了国产人工心脏“火箭心”——HeartCon心室辅助装置植入。随着孱弱的心脏重现活力，13岁的小余成为目前国内接受“火箭心”植入手术年龄最小的儿童患者。
心力衰竭困扰着众多患者，直接威胁到他们的生命安全。由于药物治疗的局限和供体的缺乏,耐久可靠的机械性心脏辅助装置已成为等待心脏移植患者的新选择。依托航天科学技术和超级计算机算法的双重加持，中国“火箭心”应运而生，为患者们提供了新生希望。
和死神赛跑
“在校内运动会上，长短跑都能取得名次”“成绩一直稳定在中上游，学习不用家长操心”“性格开朗，身边有很多好朋友”……这是周围人对小余的评价。然而，就是这样一个阳光向上的男孩，在一场“感冒”过后，毫无征兆地陷入了病痛的漩涡。
年2月，小余发起了低烧。本以为是感冒着凉，可没想到从那以后，小余的身体亮起了“红灯”。医院检查后得出结论：心肌受损，建议住院治疗。经过半年多治疗，小余病情不见好转，甚至从一开始的精神不济发展到无法正常饮食，从胸口憋气到不能平躺。他已记不清有多少个夜晚只能坐在床头打盹，也不记得有多久没好好吃上一顿饭了。
医生告诉小余的父亲，孩子的问题可能需要心脏移植才能解决。父亲一时难以接受，“以前可健康了，怎么就忽然病得要换心脏？”更残酷的现实是，就算愿意接受心脏移植，我国儿童心脏供体非常紧缺，短期内也难以等到。转机来自于到位于天津开发区的医院（《医院》）治疗，随着“火箭心”的植入，小余身体多项指标逐步恢复正常，这给了全家新的希望。
心力衰竭是各种心血管事件和各种心脏异常所导致的心脏泵功能下降的结果，表现复杂多样，典型临床症状包括休息或活动时呼吸困难、胸闷气喘、踝部水肿和静脉压升高等。其中，气喘、水肿和明显的疲乏是心力衰竭较为常见的症状。
全世界约有万心衰患者。年，中医院高润霖院士、王增武教授等在《欧洲心力衰竭杂志》上发表了关于我国心衰流行病学调查的结果显示，在我国年龄大于等于35岁的居民中，约有万例心衰患者。我国心衰的患病率在过去15年间提高了44%，心衰患者增加了多万例，防治形势十分严峻。
中医院心力衰竭中心主任张健说，心衰可由多种病因导致，其发生往往要经历一个过程，一旦发生则治疗逆转的难度很大，因此尤其要留意“苗头性”的危险信号。能使心脏负荷过重、造成心肌损伤的因素都可导致心衰，有高血压、冠心病、糖尿病、肺心病、心肌炎等基础疾病的人群是心衰的高危人群。年轻人因为压力大、过度劳累甚至感冒等，也可能发生心衰。
“对于终末期心衰，传统治疗转归差、中远期病亡率高，心脏移植虽然是较好的疗法，但由于心脏供体严重匮乏，无法满足患者需求。终末期心衰的治疗和护理耗费了大量的资源，是全球性社会医疗卫生难题。”医院*委书记、院长刘晓程说。因此，加快人工心脏研发迫在眉睫。对很多患者而言，这意味着同死神赛跑。
航天科技助力
1米85的小伙子李远明，终末期心衰患者，最瘦时体重只有39公斤，瘦骨嶙峋的样子令人既心痛又惋惜。被家人送到医院治疗时，外科总护士长李民感慨，从业30年来，她还是第一次见到身体状况如此糟糕的年轻人。
随着一颗国产“火箭心”植入李远明的胸膛，活力再次眷顾这个年轻人。脸上有了血色，能够重新站立行走……“希望完全恢复正常人的生活，拥有一份稳定的工作”，经过在医院的治疗，李远明对未来生活也有了期待。
人工心脏在欧美国家广泛使用，挽救了大批濒死患者。“自年起，全球植入心室辅助装置的数量远超心脏移植数量，患者最长存活时间可达十余年。”刘晓程表示，虽然部分国家已将其纳入医保，但因费用高昂，不少患者还是难以企及。“火箭心”的上市则有望改变这一状况。
人工心脏是最复杂、最精密的医疗器械之一，因制造精度和技术难度非常高，素有“医疗器械皇冠上的宝石”之称。自年起，医院就与中国运载火箭技术研究院合作，加强攻关，将航天科技与医学前沿结合在一起。
秉承“研发出中国自己、老百姓能用得起的人工心脏”的初心，中国运载火箭技术研究院下属北京精密机电控制设备研究所、天津经济技术开发区国有资产经营公司和长征火箭工业有限公司联合出资，成立航天泰心科技有限公司，专门从事心室辅助装置研发攻关。
航天泰心科技有限公司总经理韩志富表示：“心脏所处的环境比火箭的环境好多了，我们用造火箭伺服控制系统的研发团队进行‘火箭心’的合作研发，在电机、流体、控制、驱动、材料和精密加工等领域都应用了造火箭伺服系统的相关技术。”
以材料和精密加工领域为例，“火箭心”采用的钛合金材料，也是火箭制造的常用材料，质量轻且生物相容性好。
国家超级计算天津中心在“火箭心”的研制中也发挥了重要作用。由于“火箭心”流体设计复杂度大、周期长、耗资大，通过数值模拟技术对满足临床要求的技术方案进行选型尤为重要。
该中心与医院合作，构建心血管耦合系统血流动力学模型，利用“天河数字仿真云平台”对心室辅助装置进行数字化设计与多工况实验校核，极大提升了血泵性能。同时，该平台还加速了新产品的研发迭代与生产落地，使新产品开发周期缩短30%。
年5月13日，植入我国自主研制的第三代“人工心脏”试验羊“天久”在进食（张超群/摄）
创新没有终点
“火箭心”诞生只是起点，如何让科技造福人类才是关键。
年，植入HeartCon磁液悬浮血泵的试验羊“天久”在医院动物实验中心健康存活天，创下国内最长存活纪录等五项第一。年开展的批量实验显示，6只实验动物全部健康存活超过90天，最长存活天，脏器良好，说明生物相容性及血流动力指标均已达到临床应用水平。
动物实验的成功给“火箭心”造福人类奠定了坚实基础。年6月，国家药监局批准进入创新医疗器械特别审批程序。年9月，这款由国内研制的人工心脏正式进入临床试验，开始了帮助终末期心衰患者重获新生的使命。
每当回想起自己的求医经历，马明都不禁眼眶湿润。在医院，他通过植入国产的钛合金人工心脏，获得了“第二次生命”。马明说，他患有扩张型心肌病，终末期心衰，心功能极差，“难受到胸闷、憋气，夜里呼吸困难，甚至无法平卧”。是刘晓程操刀，将“火箭心”植入其体内，使他的心衰症状得到明显改善，“感觉重新活过来了”。
医院，心脏大血管外科主任医师邵永丰介绍，该院曾成功为一名体重公斤的患者植入“火箭心”，术后状态大为改观。“这印证了‘火箭心’在不同体质心衰患者治疗中的优势，给我们提供了一个终末期心衰患者治疗的有效手段”。
目前，“火箭心”在超过50例心衰患者胸腔中有力“跳动”起来，成为目前国内植入数量最多的纯国产人工心脏。航天泰心科技有限公司董事长唐国宏表示，沿着医工结合道路，他和团队有信心推动更多治疗心衰的机械辅助循环产品加快研发。
“磁液悬浮的设计没有机械磨损，理论上可使用几十年。”刘晓程表示，大量手术的成功及术后血泵正常运转证明，我国心室辅助装置的研发技术和性能已经达到国际同类水平。
科技创新没有终点。最新的好消息是，更新一代的“火箭心”已完成研发和制造，将于近期进入动物实验阶段。
“我们希望能够在这个领域领跑世界，通过可及的价格和一流的技术，让更多心衰患者使用中国产的‘火箭心’得到新生。”刘晓程满怀信心地说。
（文中患者姓名为化名）