探秘人体配件“梦工厂”

当听力丧失、关节老化、血管堵塞甚至心脏衰竭时，去做个以新换旧的手术吧。3D打印的骨骼、真丝或尼龙材质的血管，依靠电池运行的耳蜗……那些量身定制的人体组织和器官配件，不但能够修复人类残缺的躯体，也正在改变人类的生命长短。

医疗器械替代感官

随着医学发展的进步，人类在不久的将来，可以像变形金刚一样随意更换自身的“零件”。

蓉蓉今年刚刚6岁，一直在家人的疼爱下长大。和大多数同龄孩子不一样的是，出生时，蓉蓉没有通过新生儿听力筛查，这就意味着，她缺失了听力。为了解决这个问题，医生建议家人为蓉蓉进行耳蜗移植。

为小蓉蓉进行人工耳蜗植入手术的主刀医生殷善开，是上海交通大学附属第六人民医院副院长，也是耳鼻咽喉科研究所所长。像这样的人工耳蜗植入手术他每年要完成上百台。如何让没有听力的蓉蓉“听”到声音？殷善开指着一根异常柔软的电极解释道，手术中，他将要把这根电极直接植入耳蜗部位，这样做的目的，是为了让电极绕过耳蜗中无功能的部分，直接向听神经发送信号。

手术的原理并不难理解，植入体部分和外部的接收装置相互配合。它们就像一对微型电脑，能够瞬间处理极大量的信号。麦克风采集声音，处理器进行解码分析，再由植入体完成信号转换并传递给大脑的听觉神经，这样，一条人工模拟出的听觉通路就重建完成了。

凭借该技术，人类第一次使用医疗器械，替代了人类的一种感官。

从20世纪90年代到今天，我国的人工耳蜗植入的技术在不断地取得重大的进步，在最初的起步阶段，全国每年仅有10例左右人工耳蜗植入的病例，发展到现在，每年至少5000余例。

“由于人工耳蜗在治疗双侧极重度耳聋方面的巨大成功，使它当之无愧地成为当今社会最为有效、最为成功的人工替代器官。”殷善开说道。

手术很成功，在第一次听到语音后的半年，蓉蓉开始学着自己说话。暑假里，蓉蓉会去少年宫学琵琶、学跳舞。而在今年秋天，她刚刚成为一所普通小学的一年级学生。植入的人工耳蜗会陪伴她一辈子，这是她回到有声世界、回到主流社会的钥匙。

换个关节散步去

家住北京的安桂珍，在75岁那一年，体会到了人造器官带给她的便利。在更换了一块金属的关节之后，她终于能够摆脱折磨她已久的疼痛了。“主要就是左边膝盖疼，别说是爬楼梯了，就是遛弯儿时多走几步，回到家膝盖就肿。”安桂珍说。

人工耳蜗是一种特殊的声-电转换装置，其工作原理是将环境中的声音信号转换为电信号，将电信号通过植入的电极传入患者耳蜗，刺激耳蜗残存的听神经，从而产生听觉

在中日友好医院骨关节外科，郭万首主任经常会见到像安桂珍这样的病人：“人体的任何一个部件都不是永久牌的，总会有磨损，功能也会逐渐减退。特别是随着年龄增长，活动量比较大，或者体重比较大的人，无形当中给关节增加了额外的负担，所以他们的关节磨损就会更快。”

问题出在了衰老的左膝关节上。膝关节是人体内最大、最复杂的关节，承担着我们人体运动的重要功能。当安老太太每跨出一步时，她接触地面的压力，都相当于体重的三倍。当自身的关节不可避免地出现损伤或者老化之后，使用一个人工关节，来满足运动和负重的需求，无疑是最明智的选择。

“人工关节置换不像咱们老百姓想的那样，不是把这个关节全部拿掉，换个新的。关节置换，它相当于在磨损的关节表面加个套子。”郭万首解释道：“采用人工关节这种方式，替代病损的关节，恢复关节的功能。这种技术已经几十年了，现在已经非常成熟了。”

由金属和聚乙烯材料构成的人工关节，具有耐磨、润滑的优点，它能很好地和人的肉身融为一体。日常生活中，安桂珍根本感觉不到它的存在，现在，安桂珍能够上下楼梯、下蹲。

科学家们向着人造器官的梦想不断努力。用新零件替换旧零件，人类发挥了天马行空的想象力。在骨科领域，金属、陶瓷、碳纤维甚至泡沫塑料，都是人工骨骼的热门材料。2016年6月，北医三院的手术室里完成了一台不平凡的手术：世界首例3D打印人工椎体手术。植入的多节胸腰椎体，替代了患者被彻底切除的5节脊柱，长度达19厘米。这在以往，是不可想象的。

人工耳蜗、人工关节，可以在人类丧失听力、关节退化时，帮助人类恢复健康。但当心脏衰竭、血管堵塞这样的问题出现时，用木头、金属或高分子材料造出一个保命的脏器，在现阶段看来还有些不太现实。尽管移植手术可以满足一小部分病人对器官的需求，但一个严峻的问题是，可供移植的器官实在太稀少。

正因为如此，人们尝试用机器来取代部分器官的功能。如今，你可以在一家普通规模的医院里看到这种尝试的结果：比如尿毒症病人离不开的透析机，它就是庞大的体外人工肾；而重症监护室和手术室里的人工心肺机，则是另一种意义上的“人造器官”，依靠它，医生才可以让我们的心脏暂时停止跳动，以完成精细的心脏矫正与修补。这些看起来冰冷、复杂的机器，在挽救危重病人、争取移植时间方面起到了越来越重要的作用。不过，它们还算不上真正意义上的“人造器官”，因为除了功能性之外，用来替换的“零件”最好小巧、便携、节省能源。

血管也能涤纶造

每年入秋，许宝明都会在自家院子里晒上玉米和辣椒，做这些农活时，她看起来和普通农民没什么区别，但她的身体里，却有着总长度将近60厘米的人造血管。这使她听起来有点像科幻小说里的人物。

2012年，北京大学第一医院心脏外科肖锋主任曾主刀，抢救了一位患有“主动脉夹层动脉瘤”的中年女性，她正是许宝明。主动脉夹层动脉瘤，历来是心外科医生公认的最凶险的一种疾病，病人随时都有可能猝死。

正常的血管壁是由内膜、中膜和外膜三层结构组成的。而许宝明的血管发生了病变，血管的膜与膜之间出现了缝隙，致使血液不通过正常的血管腔，而是流进了管壁夹层之间。这样的情况非常凶险。因为一旦外膜支撑不了来自血管的压力，血管就会爆裂。

更糟糕的是，许宝明主动脉夹层的范围累及整个胸、腹主动脉及其各大分支。而她自己身上，根本找不到足够粗、足够长的，能够替换的血管。人造血管成了她唯一的选择。

“所有的主动脉都换完了”，谈及那次手术的难度，肖锋仍然印象深刻：“从主动脉瓣一出来开始，一直到我们的髂血管，都变成了人造血管。”

自1952年首次投入使用，人造血管在大约50年的时间里取得了迅猛发展。最初，人们用化纤材料编织成人造血管，比如尼龙、涤纶甚至真丝等。目前，还有一种流行的“面料”是聚四氟乙烯、“特氟龙”。是的，正是厨房中不粘锅的表面涂料。以这种材料编织而成的人工血管可以随意弯曲而不致吸瘪，现在，它们正广泛地应用在大血管替代手术中，为大动脉瘤等重大疾病的治疗提供了出路。

“在心血管外科的话，人工组织器官运用相对来说还是比较普遍的。”肖锋说道，人工器官离我们并不遥远，“老百姓最常知道的人工瓣膜，已经有很多病人都进行过瓣膜置换。人工瓣膜不仅在中国，在全球也是临床运用最多的人工器官之一”。

带着体内的涤纶人造血管，许宝明度过了自己的49岁生日。无论是人工瓣膜还是人造血管，这些人造的配件已经不知不觉参与到普通人的生活中。在可期的未来，人体，也许会被更多人工部件取代。

（《小康》2017年10月上）