左心室辅助装置（left ventricular assist device，LVAD）植入是针对终末期心力衰竭患者的重要治疗手段，既可以帮助患者过渡到心脏移植阶段，也可以作为目的治疗直至其生命终末。近些年，第三代LVAD发展迅速，国内外陆续上市多个品牌，LVAD植入数量不断增加，植入患者的长期生存率不断提高，该设备展现出广阔的发展前景。本文对LVAD的现状、使用标准和注意事项、植入后常见并发症进行概括，并对LVAD未来发展进行展望，期望对初次接触该领域的研究者有一定帮助。
引用本文： 王沂, 李子军, 易杰, 李豪, 陈明, 侯文明. 左心室辅助装置的发展现状及未来展望. 中国胸心血管外科临床杂志, 2024, 31(11): 1670-1678. doi: 10.7507/1007-4848.202309038 复制
目前，全球心力衰竭患者约有6 430万人，我国心力衰竭患者约为890万人[1]，对于发展为终末期心力衰竭的患者，最有效的治疗方法是心脏移植。但自心脏移植技术诞生至今，受限于供体稀缺以及移植配型等诸多原因，心脏移植不能满足众多心力衰竭患者的需要。因此，人们开始研究人工心脏技术，心室辅助装置（ventricular assist device，VAD）应运而生。VAD可以用于过渡治疗，维持患者的血流动力学稳定，等待心脏移植；也可作为老年患者的目的治疗，直至其生命终末。VAD按照安装部位不同可分为左心室辅助装置（left ventricular assist device，LVAD）、右心室辅助装置以及全心辅助装置。其中，LVAD最多见。
1 左心室辅助装置的发展
LVAD自诞生发展至今可概括为三代：脉动泵、轴流泵、离心泵。
1.1 脉动泵
第一代LVAD脉动泵（如HeartMateXVE），以气体或液体驱动，一般由单向瓣膜和能够改变容积的中间空腔组成，该装置工作时可以模拟心脏的舒缩活动，为仿生心泵（图1a）。1966 年，DeBakey等在治疗1例严重主动脉瓣关闭不全合并二尖瓣狭窄的女性患者时，使用一种涤纶增强硅橡胶制同步半球形气泵，改善了心力衰竭导致的血流动力学状况，首次成功使用LVAD[2]。脉动泵植入后1年生存率约是药物治疗的2倍（52% vs. 25%），2年生存率约为药物治疗的3倍（23% vs. 8%），通过应用LVAD的终末期心力衰竭患者长期生存率得到显著改善，但LVAD植入后严重不良事件发生率是药物治疗的2倍以上（6.45% vs. 2.75%）[3-5]。脉动泵设备故障率高，约18～30个月后便会出现损坏，因此第一代LVAD并未广泛使用，截至2005年仅应用337例[6]。第一代LVAD虽然并未广泛应用于临床，但其以机械装置代替衰竭心脏工作的思路打开了一扇全新的大门。
图1
3种类型的左心室辅助装置原理示意图
a：脉动泵；b：轴流泵；c：离心泵；红色箭头代表血流方向
1.2 轴流泵
第二代LVAD轴流泵（如HeartMateⅡ、Jarvik 2000、HeartAssist 5、Incor、Berlin Heart），其设计类似于机械水泵，叶轮转轴与血流方向平行，利用叶轮旋转形成持续血流（图1b）。因此，轴流泵，包括离心泵，均被称为连续血流左心室辅助装置（continuous-flow left ventricular assist devices，CF-LVAD）。相对于脉动泵，轴流泵2年生存率为68%，5年生存率58%，且不良事件发生率和设备损坏更换率方面更低，再入院率较脉动泵下降38%[7-8]，因而轴流泵在临床应用上得到广泛推广。CF-LVAD患者的30 d、6个月生存率分别为94.2%、87.2%，在短期内使用LVAD能够有效延长终末期心力衰竭患者生存期[9]。第二代LVAD在安全可靠性上有了明显进步，截至2020年9月，HeartMateⅡ植入已超过27 000例，对全世界的心力衰竭患者做出巨大贡献。但轴流泵为非仿生血泵，叶轮替代心脏舒缩活动进行持续血流输送使患者脉搏减弱或消失。同时，轴流泵叶轮旋转时气蚀作用、机械损伤等原因，容易导致血栓形成[10]。血栓导致的栓塞或设备故障是轴流泵植入患者常见的并发症。在对HeartMateⅡ植入患者的研究[11-12]发现，有11%的患者在平均（351±311）d后血栓形成，泵血栓形成是轴流泵设备故障的主要原因（50.5%）。泵血栓易形成的缺点不容忽视，因此研究者们思考如何减少泵血栓形成的重要因素—血细胞的机械性破环。
1.3 离心泵
第三代LVAD离心泵（如HeartWare HVAD、HeartMateⅢ），同脉动泵依靠叶轮驱动，包括磁悬浮、磁液悬浮、水悬浮等类型。叶轮与血泵无直接接触，主动或被动地使叶轮悬浮于泵体中，叶轮旋转时血液自叶轮与血泵之间的间隙流动（图1c）。相对于轴流泵，离心泵叶轮无传统的转轴结构，同时效率更高，因而可以减慢叶轮转速，减轻对血细胞的破环。部分品牌离心泵还能够通过控制系统实现“脉搏”效果，进而起到冲刷作用。对比前两代LVAD，离心泵显著提高患者长期生存率。通过对HeartMateⅢ植入患者的研究[13-14]发现，6个月和2年生存率均＞80%。离心泵作为第三代LVAD自其第一次批准应用于临床至今不足10年，其技术是否长期可靠、能否长期改善患者生活工作等仍需要时间验证。2017年，Rogers等[15]对HeartMateⅡ和HeartWare植入患者2年存活率研究发现，离心泵组卒中率是轴流泵的2倍以上（29.7% vs. 12.1%）。2021年6月，HeartWare母公司对该设备进行召回，原因在于设备出现启动、重启故障，以及过多的血细胞破环。对于LVAD植入患者，后期的随访和研究仍不可或缺。
2 左心室辅助装置的使用标准及注意事项
尽管LVAD通常用于终末期心力衰竭患者，但国际上仍然没有一个共同的心力衰竭标准或LVAD植入标准。根据《中国左心室辅助装置候选者术前评估与管理专家共识（2023年）》[16]，INTERMACS分级2～4级是LVAD植入的合适范围，INTERMACS分级1级可进行LVAD植入，但术后死亡率较高，而INTERMACS分级5～7级在植入LVAD后与药物治疗相比并没有显著优势，且有较高的再入院风险。值得注意的是，肺动脉高压或近期罹患癌症是移植的禁忌证，但却不是 LVAD 治疗的禁忌证，而复杂先天性心脏病、严重右心衰竭及部分急性肝损伤患者则不是 LVAD 的适应证，对于严重心源性休克患者，则不建议进行LVAD植入，术前心房颤动患者建议同期行左心耳切除术[16-17]。在进行LVAD植入前需要进行严密的术前评估，既包括心血管系统及血液系统，也包括呼吸系统、肾脏功能、肝脏功能等，若评估患者耐受力较差，则不建议进行LVAD植入[16]。LVAD的植入究竟是目的治疗或过渡治疗，没有明确的界限，受限于患者病情变化及供体缺乏等原因，即使是以过渡治疗作为目的，患者仍然有可能在较长的时间内接受LVAD，乃至生命终末。且近年统计数据显示，将LVAD植入作为目的治疗的比例在不断上升[18-19]。
3 左心室辅助装置植入后常见的并发症
LVAD植入后并发症常与设备存在联系，可以将LVAD的并发症分为LVAD特异性并发症、LVAD相关性并发症，以及非LVAD相关性并发症。常见的LVAD特异性并发症包括泵血栓形成、设备故障等；LVAD相关性并发症包括感染、出血、脑卒中、高血压、心律失常、右心衰竭等；非LVAD相关性并发症包括非特异性感染等，与是否植入LVAD无显著关联性的术后并发症。多种因素可以导致并发症的发生，因此对并发症的分类并不绝对。
3.1 左心室辅助装置特异性并发症
LVAD特异性并发症主要是泵血栓形成，早期LVAD设备由于技术落后、护理条件差等原因，设备故障率和血栓形成率较高[6, 11]，但随着技术改进，设备故障已鲜有报道。对于LVAD植入患者，长期个体化使用华法林和阿司匹林是公认的抗凝方法。目前认为，将国际标准化比值（international normalized ratio，INR）控制在2.0～3.0是理想的范围。然而，LVAD泵血栓形成是一个复杂的过程，为多因素作用的结果，很多指标仅作为推测性证据，如C反应蛋白、乳酸脱氢酶等[11, 20]。第三代LVAD设备问世后，设备血栓形成的风险明显下降。有文献[21]报道，1例HeartMateⅢ植入患者误停用1个月华法林后无血栓形成表现，除INR为1.0外，各项指标良好。1例HeartMateⅢ植入患者仅使用阿司匹林抗凝，19个月后无血栓形成或栓塞证据[22]。更安全的设备、更合理的抗凝措施以及更具有特异性的检测指标，LVAD特异性并发症的发病率随着设备发展而不断降低。
3.2 左心室辅助装置相关性并发症
3.2.1 感染
感染是常见的并发症，包括经皮部位、泵壳、流入道、流出道感染等，以经皮部位的传动系统感染（driveline infection，DLI）最为多见。感染多以表层感染为起始，随时间进展而逐渐蔓延至深层，在7.5个月后达到顶峰，感染率从每月2%进展到每月11%，在1年后逐渐下降并维持在2%水平[23]。感染部位分离得到的致病菌种类繁多，常见致病菌包括铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌等，常见致病菌的感染率从20%～50%不等，可能与护理水平或地区差异有关，传动系统安置部位与感染率无明显关系，体重指数、年龄、传动系统暴露程度的增加可以增加感染率，感染导致近40%的LVAD相关死亡[23-28]。若LVAD装置持续存在，即使是进行加强护理，尚不能明确是否能降低感染率，根治左心衰竭及感染最好的方法是进行心脏移植，但感染也是心脏移植后6个月内死亡的主要原因[23-28]。
3.2.2 出血
LVAD植入后出血部位包括胃肠出血（45%）、伤口出血（12%）、鼻衄（4%）等，其中胃肠出血以上消化道出血最为多见（48%）。而引起出血最常见的原因有动静脉畸形（36%）、血管发育不良（30%）以及胃炎（20%）等，这可能与脉搏减弱或胃肠缺血、缺氧有关，而导致出血的可能因素有很多，包括年龄、女性、缺血性病因及术前低血细胞比容等[29-32]。LVAD植入后出血与长期抗凝及获得性血管性血友病也有一定关系，与之形成对照的是，在第一代LVAD脉动泵中，胃肠出血非常罕见，在第二代或三代LVAD移除后，血管性血友病因子水平及活性可恢复至正常水平[30]。虽然出血属于LVAD植入后常见并发症，但与脑卒中等并发症相比，其预后较好，继发于胃肠出血的死亡率仅4%[32]。但一旦发生急性胃肠出血，患者必须立即停止抗凝和抗血小板治疗，在那些INR升高且有临床意义的患者中，应尝试逆转抗凝治疗，治疗方法包括药物治疗和内镜治疗等[31]。中止抗凝是否会导致LVAD血栓形成相关报道较少。用于治疗胃肠出血的药物种类繁多，包括奥曲肽、生长抑素、沙利度胺、血管性血友病因子等，通常建议所有患者进行内镜检查，必要时可以进行血管造影等，需要注意的是，使用药物造成的副作用并不罕见[31, 33-35]。
3.2.3 脑卒中
脑卒中是非常严重的并发症，即使是第三代LVAD HeartMateⅢ在植入后1年脑卒中率仍然接近10%，脑卒中是LVAD支持下6～24个月死亡的主要原因，可分为缺血性和出血性脑卒中，两者发生率大致相等（51% vs. 49%）[36]。女性和年龄<65岁是出血性卒中的风险因素，而女性和糖尿病史是缺血性卒中的风险因素，其他因素，如吸烟、菌血症、泵血栓形成、高血压等均可导致卒中[29, 37]。脑卒中患者死亡风险呈双峰分布，植入时风险最高，9～12个月后风险再次上升，无卒中患者的死亡风险随时间推移而逐渐下降[37]。同时，不同设备的卒中风险也不一样，HeartMateⅢ在卒中风险上明显低于HeartWare，但一旦发生卒中，HeartMateⅢ与HeartWare相比，其致残和死亡风险明显较高[38]。值得注意的是，缺血性卒中主要为心源性栓塞（92%），常引起轻度或中度严重程度的临床症状，对于急性缺血性卒中通常禁用溶栓疗法，但血管内治疗（机械取栓）是一种可行的方法，由于担心LVAD血栓形成，通常在缺血性卒中急性期继续抗凝治疗，中断抗凝治疗可能导致出血性转化，缺血性卒中患者在3个月后，大部分（61%）达到了可接受的治疗结果[39]。出血性卒中患者在卒中发生前多有相关性疾病，即使在卒中发生后紧急逆转抗凝治疗，仍有较高的死亡可能[39]。相关研究[40-42]发现，通过调整流出道吻合口角度和位置（较浅入射角和较浅流入道插管深度），或许能够减少脑卒中的发生。通常，急性缺血性脑卒中需要在6 h内溶栓治疗，但目前对于较长时间缺血引起的神经细胞缺血或坏死尚无有效的治疗方法，在1990—2018年间2 489种神经保护药物，仅10种进入临床Ⅲ期，后均宣告失败。因此，对于LVAD植入患者应尽早识别脑卒中风险，避免卒中的发生。
3.2.4 心律失常
LVAD植入后心律失常包括房性心律失常和室性心律失常，发生率为20%～50%，在LVAD植入前已有房性或室性心律失常的患者在术后有着更高的发病率或新发病率，这可能是由于 LVAD 植入后原有的异常心肌基质和复杂的电重塑共同作用的结果[43]。血泵抽吸作用也可以因心室变形以及室间隔偏移导致心律失常，但可通过调整血泵流量而改善[43]。心律失常多发生在术后早期，并在数周或数月后减少，尽管患者可有心悸、虚弱表现，但晕厥或心源性猝死极少，无论是房性或室性心律失常与术后死亡率之间没有明确的关系，植入式电除颤仪或许有助于改善患者生活质量，但其植入时间的差异对死亡率似乎并没有明显的影响[43-44]。
3.2.5 右心衰竭
多数左心衰竭患者在LVAD植入前就有一定程度上的肺动脉高压和右心室功能障碍，右心衰竭是多因素作用的结果，包括前后负荷变化、潜在的心肌病变等[45]。右心衰竭常伴随多种并发症，依据判定标准的不同，其发生率为9%～42%，且一旦发生双心衰竭，其1年生存率＜50%[45]。研究[46-47]指出，中心静脉压、肺动脉搏动指数、超声心动图、三尖瓣环平面收缩期偏移等指标均可能是右心衰竭的预测性指标。需要注意的是，右心衰竭风险评分（RVFRS）已经被证明是评估LVAD植入后右心衰竭的预测指标，该指标包括需要使用血管加压器（4 分）、天门冬氨酸氨基转移酶≥80 IU/L（2 分）、胆红素≥2.0 mg/dL（2.5 分）、肌酐≥2.3 mg/dL（3 分），评分越高说明越有可能发生右心衰竭[48]。右心衰竭的发生机制尚不明确，可能包括二尖瓣或三尖瓣关闭不全、术中和术后并发症导致的右心室缺血或栓塞、左心室收缩力下降使得右心室协同收缩力不足、原本存在的肺动脉高压继续加重引起右心室后负荷进一步增加、心输出量增加使回心血流增加引起原有的右心功能不全恶化、围术期输液或肾功能障碍导致的容量管理失衡等，由于植入VAD动物模型的缺乏，对于LVAD植入后右心衰竭的发生机制尚未完全阐明[48-50]。值得注意的是，术前使用磷酸二酯酶-5抑制剂可能导致更高的右心衰竭发生率[51]。通过改进手术方法，如微创LVAD植入、LVAD植入联合三尖瓣修复术等手段可能降低术后右心衰竭风险，至少能够缩短手术时间及住院时间，促进患者术后康复[48, 52-53]。
3.2.6 高血压
CF-LVAD植入患者脉搏通常会减弱或消失，因此LVAD植入患者的血压一般采用多普勒测量的平均动脉压（mean arterial pressure，MAP），MAP控制目标一般为80 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），当MAP＞90 mm Hg即定义为高血压[30, 54]。血压控制不良、脉压过小可导致或加剧主动脉瓣关闭不全，因此建议将脉压控制＞15 mm Hg[54-55]。一般使用1～2种血压控制药物即可将血压控制在理想范围，如β受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）或血管紧张素受体阻滞剂（ARB）等[54]。
LVAD植入后并发症之间存在紧密联系，如累及循环的感染可增加卒中风险，极少/完全无脉搏血流可能会通过反馈调节引起高血压，高血压可促使泵血栓形成，血栓形成后出血风险可增加2倍，出血后血栓栓塞风险大幅度升高等，但各并发症之间的相互作用机制尚不明确[36]。对于LVAD植入后并发症，应当尽量避免其发生，因此需要进一步探明并发症的发生机制，对设备进行改进，早期发现可疑指标，完善术前评估，这些依赖于技术水平的进步。
4 国内外左心室辅助装置的现状
4.1 国外左心室辅助装置的现状
截至2023年，LVAD自其首次成功应用于临床已有60年。自2014年第三代LVAD HeartWare HVAD获批上市后，离心泵逐渐占据市场份额，以HeartMateⅡ为代表的第二代LVAD逐渐退出市场，仅部分国家或地区使用。国外LVAD市场主要由雅培（Abbott）、美敦力、Abiomed 3家公司占据，其中雅培（Abbott）公司旗下的HeartMateⅢ占据最主要地位。
美敦力公司旗下的HeartWare为代表性的液力悬浮泵，利用血液流动进行被动悬浮，具有发热较低、不需要电子传感器、技术难度小等优点，但叶轮与泵体间隙较小，对血细胞的损伤较大。2021年6月3日，HeartWare因设备故障和血栓形成等负面影响而退市。
雅培（Abbott）公司旗下的HeartMateⅢ为全磁悬浮离心泵，利用磁力支撑进行主动悬浮，目前为全球LVAD植入的主流产品，也是目前植入数量最多、长期反馈数据最多的第三代LVAD。2014年6月25日完成首例临床植入，自2017年后迅速挤占市场，2019年植入LVAD中77.7%为全磁悬浮离心泵，HeartWare 和轴流泵仅占20.5%和1.8%，2年后，选择全磁悬浮设备的比例增加至92.7%[18-19]。在2023年，这一比例增加至99.8%[56]。HeartMateⅢ叶轮侧面间隙0.5 mm，上下间隙1 mm，是同类产品的10～20倍，有利于减少剪切力，减轻血细胞损伤[57]。统计数据表明，HeartMateⅢ植入患者5年生存率58.4%，且卒中、大出血等严重并发症的发生率均低于轴流泵[58-59]。
Abiomed公司旗下的Impella是唯一获得美国食品药品监督管理局（FAD）认证的经皮介入式VAD，也是世界上最小的心泵。2012年，Impella CP获批上市，后续又推出Impella 2.5、Impella 5.0、Impella 5.5、Impella LD等型号。主要用于严重心源性休克、高风险经皮冠状动脉介入治疗以及紧急授权后用于体外膜肺氧合支持下出现的肺水肿、心力衰竭患者5 d内的治疗，替代心脏进行短期、紧急供血，为心脏手术和恢复争取时间。在心源性休克患者中使用Impella能够促使心肌恢复，改善患者预后[60-61]。
根据美国胸外科医师协会（Society of Thoracic Surgeons，STS）年度报告， 2019年为LVAD植入数量高峰，达3 198例，其中73%的患者将植入作为目的治疗。在2021年，81.1%的患者将植入作为目的治疗，1年和5年生存率分别为83.0%和51.9%[18-19]。而在2023年，1年和5年生存率增加至86%和64%[56]。统计数据表明，将LVAD植入作为目的治疗已经是相对成熟的技术。
4.2 国内左心室辅助装置的发展
国内LVAD发展较晚，跳过了第一代和第二代的研发，因此国内上市的LVAD均为第三代设备。国产LVAD针对国人体质状况进行研发，目前正处于起步发展阶段，截至2023年3月，仅363例应用[62]。研究[62]发现，国产LVAD的1年、2年和3年生存率分别为94.7%、92.0%、 90.7%，已经与国内的心脏移植效果相当。目前，获批上市的国产LVAD有重庆永仁心（EVAHEART）、苏州同心（CH-VAD）、航天泰心（Heartcon）以及深圳核心（Corheart 6）。
重庆永仁心（EVAHEART）：2017年7月首次动物实验，2018年1月完成首例临床植入，2019年8月26日获批上市，是我国首个上市的心室辅助产品。该设备引进了日本技术，采用液力悬浮，适用于短期治疗，也是唯一获批的国产目的治疗LVAD。该泵植入后患者仍可保留脉搏，有利于心功能的保留或恢复。叶轮转速较慢，约1 600～2 200 r/min，目的在于减少剪切力，从而减少血管性血友病因子降解[63]。采用无尖插入插管，有利于血流冲刷，减少血液淤滞，降低血栓形成风险[42]。Zayat等[64]通过模拟循环对比EVAHEART和HeartMateⅢ凝血状况，EVAHEART溶血及凝血激活均较少。
苏州同心（CH-VAD）：2014年12月首次动物实验，2017年6月完成首例临床植入，2021年11月24日获批上市，是国内首个拥有完备知识产权的国产人工心脏。采用磁悬浮技术，心包腔内植入，适用于短期治疗。与重庆永仁心（EVAHEART）相比，苏州同心（CH-VAD）的离心泵叶轮和转子处于同一平面，因而明显减少了泵体厚度，缩减血泵重量。CH-VAD在正常条件下剪切力＞100 pa的时间占0.4%，相对于HeartWare具有低2倍的溶血指数，在血小板激活和血栓形成风险上也较HeartWare低[65-66]。
航天泰心（Heartcon）：2013年3月首次动物实验，2019年3月首次临床应用，2022年7月13日上市，是国内首个采用磁液悬浮技术的植入式磁液悬浮LVAD，适用于短期治疗。对于目前的Heartcon植入患者，其短期治疗效果积极，但长期疗效仍需要进一步研究[67-68]。
深圳核心（Corheart 6）：2020年首次动物实验，2021年10月首次临床植入，2023年6月6日上市，是国内首个应用于儿童的心室辅助产品。该泵采用磁悬浮技术，适用于短期治疗。叶轮扁平化设计，无分流鼻锥，进一步减少空间占用，该泵重量仅90 g，是目前全球重量最轻、体积最小的LVAD。在动物实验中，该泵表现出良好的血液相容性，在对患者的早期治疗上也获得满意的效果[68-69]。
5 小结和展望
LVAD是支持终末期心力衰竭患者过渡到心脏移植的重要手段，也是许多老年患者的目的治疗。即使是不进行心脏移植，部分LVAD植入患者仍然能够生存10年以上。LVAD植入后并发症与设备本身存在直接或间接的联系，作为人工制品植入的缺陷，制品老化、设备损坏、人体排异、血栓形成、不能够完全替代正常人体功能等问题持久存在。因此，对于未来LVAD的发展可以从以下几个方面进行。
5.1 完全植入
无线充电技术的发展使完全植入设备无法进行电池更换的问题理论上得到解决。目前最轻最小的LVAD重量仅90 g，随着新技术的发展能够推进设备进一步小型化，实现LVAD的完全植入，从而避免线缆感染等问题，改善患者生存质量[70]。关于完全植入的研究是LVAD发展的热门方向，但设备小型化意味着叶轮转速必须进一步提高才能满足泵血需要，这或许会增加对血细胞的破坏。同时，完全植入后对设备的维护难度也将增加，无线传输发热等问题仍有待解决[71]。不过，已有研究者[70, 72]取得了一定成果，如体外磁体驱动LVAD、针对植入设备的新型脉冲无线输电等。
5.2 减少血栓形成
患者植入LVAD后血栓形成是多因素作用的结果，包括机械性和非机械性因素，栓子脱落引起的栓塞也是患者死亡或再入院的常见原因，使用无免疫原性材料或生物兼容性材料，减轻叶轮对血细胞的破环，个体化使用华法林等抗凝药物，加强对LVAD植入患者的血液敏感指标监测等措施，能够预防或早期发现血栓形成[20, 73]。近些年第三代LVAD设备配合抗凝措施能够明显减少血栓的形成，但与正常人相比，植入后脑卒中等严重并发症的发生率仍然较高。
5.3 微创手术
微创LVAD植入手术是否能够让患者明显受益的研究较少，但微创手术可降低大出血、严重右心衰竭、呼吸衰竭和使用血制品的风险，缩短机械通气时间和住院时间[74]。即使是INTERMACS分级1级的心源性休克患者，在应用微创手术后仍然可能降低术后死亡率[75-76]。
5.4 磁流体血泵
叶轮对血细胞的机械性破环是泵血栓形成的重要原因，从轴流泵到离心泵的改进目的之一便是减少机械性损伤。磁流体泵是利用血液与海水相似的导电能力，当血液在磁场中时产生感应电流与洛伦兹力，进而推动血液流动。血液动力的产生无类似于仿生泵的挤压作用，也无非仿生泵的叶轮破坏作用，进而减少血栓形成的风险[77]。磁流体血泵虽然去除了叶轮结构，但相关研究较少，血细胞在磁场中长期穿行是否会受到影响仍未知。
《中国心血管健康与疾病报告2022》[78]指出，2021年全国仅738例心脏移植，仍有大量患者最终因心力衰竭而死亡。通过推进LVAD在国内应用有希望解决这一问题，LVAD作为人工制品相对于心脏移植有着诸多优点。首先，LVAD作为一种机械装置，能够通过技术的熟练和改进获取更低廉的价格和更高的质量、产量。其次，LVAD的获取没有伦理学上的负担，不受移植供体来源的影响，也不存在供受体之间的配型等问题。然后，作为患者最关心的术后生存率问题，依据STS统计数据，LVAD植入后能够获取较长的生存时间和较好的生活质量，国内LVAD植入后生存率已经和心脏移植水平相当[18-19, 56, 62]。最后，已有4款国产LVAD获批上市，尚有其他LVAD正在研发中，如心擎医疗的MoyoAssist® Extra-VAD[79-80]。国产LVAD发展迅速，尽管目前LVAD植入价格不菲，但为大量心力衰竭患者带来了生存的希望。随着国产LVAD技术水平的进步和成本的下降，LVAD能够更广泛地帮助心力衰竭患者。
利益冲突：无。
作者贡献：王沂、李子军负责文章撰写；易杰、李豪、陈明负责文献查阅；侯文明负责文章设计及审阅。
目前，全球心力衰竭患者约有6 430万人，我国心力衰竭患者约为890万人[1]，对于发展为终末期心力衰竭的患者，最有效的治疗方法是心脏移植。但自心脏移植技术诞生至今，受限于供体稀缺以及移植配型等诸多原因，心脏移植不能满足众多心力衰竭患者的需要。因此，人们开始研究人工心脏技术，心室辅助装置（ventricular assist device，VAD）应运而生。VAD可以用于过渡治疗，维持患者的血流动力学稳定，等待心脏移植；也可作为老年患者的目的治疗，直至其生命终末。VAD按照安装部位不同可分为左心室辅助装置（left ventricular assist device，LVAD）、右心室辅助装置以及全心辅助装置。其中，LVAD最多见。
1 左心室辅助装置的发展
LVAD自诞生发展至今可概括为三代：脉动泵、轴流泵、离心泵。
1.1 脉动泵
第一代LVAD脉动泵（如HeartMateXVE），以气体或液体驱动，一般由单向瓣膜和能够改变容积的中间空腔组成，该装置工作时可以模拟心脏的舒缩活动，为仿生心泵（图1a）。1966 年，DeBakey等在治疗1例严重主动脉瓣关闭不全合并二尖瓣狭窄的女性患者时，使用一种涤纶增强硅橡胶制同步半球形气泵，改善了心力衰竭导致的血流动力学状况，首次成功使用LVAD[2]。脉动泵植入后1年生存率约是药物治疗的2倍（52% vs. 25%），2年生存率约为药物治疗的3倍（23% vs. 8%），通过应用LVAD的终末期心力衰竭患者长期生存率得到显著改善，但LVAD植入后严重不良事件发生率是药物治疗的2倍以上（6.45% vs. 2.75%）[3-5]。脉动泵设备故障率高，约18～30个月后便会出现损坏，因此第一代LVAD并未广泛使用，截至2005年仅应用337例[6]。第一代LVAD虽然并未广泛应用于临床，但其以机械装置代替衰竭心脏工作的思路打开了一扇全新的大门。
图1
3种类型的左心室辅助装置原理示意图
a：脉动泵；b：轴流泵；c：离心泵；红色箭头代表血流方向
1.2 轴流泵
第二代LVAD轴流泵（如HeartMateⅡ、Jarvik 2000、HeartAssist 5、Incor、Berlin Heart），其设计类似于机械水泵，叶轮转轴与血流方向平行，利用叶轮旋转形成持续血流（图1b）。因此，轴流泵，包括离心泵，均被称为连续血流左心室辅助装置（continuous-flow left ventricular assist devices，CF-LVAD）。相对于脉动泵，轴流泵2年生存率为68%，5年生存率58%，且不良事件发生率和设备损坏更换率方面更低，再入院率较脉动泵下降38%[7-8]，因而轴流泵在临床应用上得到广泛推广。CF-LVAD患者的30 d、6个月生存率分别为94.2%、87.2%，在短期内使用LVAD能够有效延长终末期心力衰竭患者生存期[9]。第二代LVAD在安全可靠性上有了明显进步，截至2020年9月，HeartMateⅡ植入已超过27 000例，对全世界的心力衰竭患者做出巨大贡献。但轴流泵为非仿生血泵，叶轮替代心脏舒缩活动进行持续血流输送使患者脉搏减弱或消失。同时，轴流泵叶轮旋转时气蚀作用、机械损伤等原因，容易导致血栓形成[10]。血栓导致的栓塞或设备故障是轴流泵植入患者常见的并发症。在对HeartMateⅡ植入患者的研究[11-12]发现，有11%的患者在平均（351±311）d后血栓形成，泵血栓形成是轴流泵设备故障的主要原因（50.5%）。泵血栓易形成的缺点不容忽视，因此研究者们思考如何减少泵血栓形成的重要因素—血细胞的机械性破环。
1.3 离心泵
第三代LVAD离心泵（如HeartWare HVAD、HeartMateⅢ），同脉动泵依靠叶轮驱动，包括磁悬浮、磁液悬浮、水悬浮等类型。叶轮与血泵无直接接触，主动或被动地使叶轮悬浮于泵体中，叶轮旋转时血液自叶轮与血泵之间的间隙流动（图1c）。相对于轴流泵，离心泵叶轮无传统的转轴结构，同时效率更高，因而可以减慢叶轮转速，减轻对血细胞的破环。部分品牌离心泵还能够通过控制系统实现“脉搏”效果，进而起到冲刷作用。对比前两代LVAD，离心泵显著提高患者长期生存率。通过对HeartMateⅢ植入患者的研究[13-14]发现，6个月和2年生存率均＞80%。离心泵作为第三代LVAD自其第一次批准应用于临床至今不足10年，其技术是否长期可靠、能否长期改善患者生活工作等仍需要时间验证。2017年，Rogers等[15]对HeartMateⅡ和HeartWare植入患者2年存活率研究发现，离心泵组卒中率是轴流泵的2倍以上（29.7% vs. 12.1%）。2021年6月，HeartWare母公司对该设备进行召回，原因在于设备出现启动、重启故障，以及过多的血细胞破环。对于LVAD植入患者，后期的随访和研究仍不可或缺。
2 左心室辅助装置的使用标准及注意事项
尽管LVAD通常用于终末期心力衰竭患者，但国际上仍然没有一个共同的心力衰竭标准或LVAD植入标准。根据《中国左心室辅助装置候选者术前评估与管理专家共识（2023年）》[16]，INTERMACS分级2～4级是LVAD植入的合适范围，INTERMACS分级1级可进行LVAD植入，但术后死亡率较高，而INTERMACS分级5～7级在植入LVAD后与药物治疗相比并没有显著优势，且有较高的再入院风险。值得注意的是，肺动脉高压或近期罹患癌症是移植的禁忌证，但却不是 LVAD 治疗的禁忌证，而复杂先天性心脏病、严重右心衰竭及部分急性肝损伤患者则不是 LVAD 的适应证，对于严重心源性休克患者，则不建议进行LVAD植入，术前心房颤动患者建议同期行左心耳切除术[16-17]。在进行LVAD植入前需要进行严密的术前评估，既包括心血管系统及血液系统，也包括呼吸系统、肾脏功能、肝脏功能等，若评估患者耐受力较差，则不建议进行LVAD植入[16]。LVAD的植入究竟是目的治疗或过渡治疗，没有明确的界限，受限于患者病情变化及供体缺乏等原因，即使是以过渡治疗作为目的，患者仍然有可能在较长的时间内接受LVAD，乃至生命终末。且近年统计数据显示，将LVAD植入作为目的治疗的比例在不断上升[18-19]。
3 左心室辅助装置植入后常见的并发症
LVAD植入后并发症常与设备存在联系，可以将LVAD的并发症分为LVAD特异性并发症、LVAD相关性并发症，以及非LVAD相关性并发症。常见的LVAD特异性并发症包括泵血栓形成、设备故障等；LVAD相关性并发症包括感染、出血、脑卒中、高血压、心律失常、右心衰竭等；非LVAD相关性并发症包括非特异性感染等，与是否植入LVAD无显著关联性的术后并发症。多种因素可以导致并发症的发生，因此对并发症的分类并不绝对。
3.1 左心室辅助装置特异性并发症
LVAD特异性并发症主要是泵血栓形成，早期LVAD设备由于技术落后、护理条件差等原因，设备故障率和血栓形成率较高[6, 11]，但随着技术改进，设备故障已鲜有报道。对于LVAD植入患者，长期个体化使用华法林和阿司匹林是公认的抗凝方法。目前认为，将国际标准化比值（international normalized ratio，INR）控制在2.0～3.0是理想的范围。然而，LVAD泵血栓形成是一个复杂的过程，为多因素作用的结果，很多指标仅作为推测性证据，如C反应蛋白、乳酸脱氢酶等[11, 20]。第三代LVAD设备问世后，设备血栓形成的风险明显下降。有文献[21]报道，1例HeartMateⅢ植入患者误停用1个月华法林后无血栓形成表现，除INR为1.0外，各项指标良好。1例HeartMateⅢ植入患者仅使用阿司匹林抗凝，19个月后无血栓形成或栓塞证据[22]。更安全的设备、更合理的抗凝措施以及更具有特异性的检测指标，LVAD特异性并发症的发病率随着设备发展而不断降低。
3.2 左心室辅助装置相关性并发症
3.2.1 感染
感染是常见的并发症，包括经皮部位、泵壳、流入道、流出道感染等，以经皮部位的传动系统感染（driveline infection，DLI）最为多见。感染多以表层感染为起始，随时间进展而逐渐蔓延至深层，在7.5个月后达到顶峰，感染率从每月2%进展到每月11%，在1年后逐渐下降并维持在2%水平[23]。感染部位分离得到的致病菌种类繁多，常见致病菌包括铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌等，常见致病菌的感染率从20%～50%不等，可能与护理水平或地区差异有关，传动系统安置部位与感染率无明显关系，体重指数、年龄、传动系统暴露程度的增加可以增加感染率，感染导致近40%的LVAD相关死亡[23-28]。若LVAD装置持续存在，即使是进行加强护理，尚不能明确是否能降低感染率，根治左心衰竭及感染最好的方法是进行心脏移植，但感染也是心脏移植后6个月内死亡的主要原因[23-28]。
3.2.2 出血
LVAD植入后出血部位包括胃肠出血（45%）、伤口出血（12%）、鼻衄（4%）等，其中胃肠出血以上消化道出血最为多见（48%）。而引起出血最常见的原因有动静脉畸形（36%）、血管发育不良（30%）以及胃炎（20%）等，这可能与脉搏减弱或胃肠缺血、缺氧有关，而导致出血的可能因素有很多，包括年龄、女性、缺血性病因及术前低血细胞比容等[29-32]。LVAD植入后出血与长期抗凝及获得性血管性血友病也有一定关系，与之形成对照的是，在第一代LVAD脉动泵中，胃肠出血非常罕见，在第二代或三代LVAD移除后，血管性血友病因子水平及活性可恢复至正常水平[30]。虽然出血属于LVAD植入后常见并发症，但与脑卒中等并发症相比，其预后较好，继发于胃肠出血的死亡率仅4%[32]。但一旦发生急性胃肠出血，患者必须立即停止抗凝和抗血小板治疗，在那些INR升高且有临床意义的患者中，应尝试逆转抗凝治疗，治疗方法包括药物治疗和内镜治疗等[31]。中止抗凝是否会导致LVAD血栓形成相关报道较少。用于治疗胃肠出血的药物种类繁多，包括奥曲肽、生长抑素、沙利度胺、血管性血友病因子等，通常建议所有患者进行内镜检查，必要时可以进行血管造影等，需要注意的是，使用药物造成的副作用并不罕见[31, 33-35]。
3.2.3 脑卒中
脑卒中是非常严重的并发症，即使是第三代LVAD HeartMateⅢ在植入后1年脑卒中率仍然接近10%，脑卒中是LVAD支持下6～24个月死亡的主要原因，可分为缺血性和出血性脑卒中，两者发生率大致相等（51% vs. 49%）[36]。女性和年龄<65岁是出血性卒中的风险因素，而女性和糖尿病史是缺血性卒中的风险因素，其他因素，如吸烟、菌血症、泵血栓形成、高血压等均可导致卒中[29, 37]。脑卒中患者死亡风险呈双峰分布，植入时风险最高，9～12个月后风险再次上升，无卒中患者的死亡风险随时间推移而逐渐下降[37]。同时，不同设备的卒中风险也不一样，HeartMateⅢ在卒中风险上明显低于HeartWare，但一旦发生卒中，HeartMateⅢ与HeartWare相比，其致残和死亡风险明显较高[38]。值得注意的是，缺血性卒中主要为心源性栓塞（92%），常引起轻度或中度严重程度的临床症状，对于急性缺血性卒中通常禁用溶栓疗法，但血管内治疗（机械取栓）是一种可行的方法，由于担心LVAD血栓形成，通常在缺血性卒中急性期继续抗凝治疗，中断抗凝治疗可能导致出血性转化，缺血性卒中患者在3个月后，大部分（61%）达到了可接受的治疗结果[39]。出血性卒中患者在卒中发生前多有相关性疾病，即使在卒中发生后紧急逆转抗凝治疗，仍有较高的死亡可能[39]。相关研究[40-42]发现，通过调整流出道吻合口角度和位置（较浅入射角和较浅流入道插管深度），或许能够减少脑卒中的发生。通常，急性缺血性脑卒中需要在6 h内溶栓治疗，但目前对于较长时间缺血引起的神经细胞缺血或坏死尚无有效的治疗方法，在1990—2018年间2 489种神经保护药物，仅10种进入临床Ⅲ期，后均宣告失败。因此，对于LVAD植入患者应尽早识别脑卒中风险，避免卒中的发生。
3.2.4 心律失常
LVAD植入后心律失常包括房性心律失常和室性心律失常，发生率为20%～50%，在LVAD植入前已有房性或室性心律失常的患者在术后有着更高的发病率或新发病率，这可能是由于 LVAD 植入后原有的异常心肌基质和复杂的电重塑共同作用的结果[43]。血泵抽吸作用也可以因心室变形以及室间隔偏移导致心律失常，但可通过调整血泵流量而改善[43]。心律失常多发生在术后早期，并在数周或数月后减少，尽管患者可有心悸、虚弱表现，但晕厥或心源性猝死极少，无论是房性或室性心律失常与术后死亡率之间没有明确的关系，植入式电除颤仪或许有助于改善患者生活质量，但其植入时间的差异对死亡率似乎并没有明显的影响[43-44]。
3.2.5 右心衰竭
多数左心衰竭患者在LVAD植入前就有一定程度上的肺动脉高压和右心室功能障碍，右心衰竭是多因素作用的结果，包括前后负荷变化、潜在的心肌病变等[45]。右心衰竭常伴随多种并发症，依据判定标准的不同，其发生率为9%～42%，且一旦发生双心衰竭，其1年生存率＜50%[45]。研究[46-47]指出，中心静脉压、肺动脉搏动指数、超声心动图、三尖瓣环平面收缩期偏移等指标均可能是右心衰竭的预测性指标。需要注意的是，右心衰竭风险评分（RVFRS）已经被证明是评估LVAD植入后右心衰竭的预测指标，该指标包括需要使用血管加压器（4 分）、天门冬氨酸氨基转移酶≥80 IU/L（2 分）、胆红素≥2.0 mg/dL（2.5 分）、肌酐≥2.3 mg/dL（3 分），评分越高说明越有可能发生右心衰竭[48]。右心衰竭的发生机制尚不明确，可能包括二尖瓣或三尖瓣关闭不全、术中和术后并发症导致的右心室缺血或栓塞、左心室收缩力下降使得右心室协同收缩力不足、原本存在的肺动脉高压继续加重引起右心室后负荷进一步增加、心输出量增加使回心血流增加引起原有的右心功能不全恶化、围术期输液或肾功能障碍导致的容量管理失衡等，由于植入VAD动物模型的缺乏，对于LVAD植入后右心衰竭的发生机制尚未完全阐明[48-50]。值得注意的是，术前使用磷酸二酯酶-5抑制剂可能导致更高的右心衰竭发生率[51]。通过改进手术方法，如微创LVAD植入、LVAD植入联合三尖瓣修复术等手段可能降低术后右心衰竭风险，至少能够缩短手术时间及住院时间，促进患者术后康复[48, 52-53]。
3.2.6 高血压
CF-LVAD植入患者脉搏通常会减弱或消失，因此LVAD植入患者的血压一般采用多普勒测量的平均动脉压（mean arterial pressure，MAP），MAP控制目标一般为80 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），当MAP＞90 mm Hg即定义为高血压[30, 54]。血压控制不良、脉压过小可导致或加剧主动脉瓣关闭不全，因此建议将脉压控制＞15 mm Hg[54-55]。一般使用1～2种血压控制药物即可将血压控制在理想范围，如β受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）或血管紧张素受体阻滞剂（ARB）等[54]。
LVAD植入后并发症之间存在紧密联系，如累及循环的感染可增加卒中风险，极少/完全无脉搏血流可能会通过反馈调节引起高血压，高血压可促使泵血栓形成，血栓形成后出血风险可增加2倍，出血后血栓栓塞风险大幅度升高等，但各并发症之间的相互作用机制尚不明确[36]。对于LVAD植入后并发症，应当尽量避免其发生，因此需要进一步探明并发症的发生机制，对设备进行改进，早期发现可疑指标，完善术前评估，这些依赖于技术水平的进步。
4 国内外左心室辅助装置的现状
4.1 国外左心室辅助装置的现状
截至2023年，LVAD自其首次成功应用于临床已有60年。自2014年第三代LVAD HeartWare HVAD获批上市后，离心泵逐渐占据市场份额，以HeartMateⅡ为代表的第二代LVAD逐渐退出市场，仅部分国家或地区使用。国外LVAD市场主要由雅培（Abbott）、美敦力、Abiomed 3家公司占据，其中雅培（Abbott）公司旗下的HeartMateⅢ占据最主要地位。
美敦力公司旗下的HeartWare为代表性的液力悬浮泵，利用血液流动进行被动悬浮，具有发热较低、不需要电子传感器、技术难度小等优点，但叶轮与泵体间隙较小，对血细胞的损伤较大。2021年6月3日，HeartWare因设备故障和血栓形成等负面影响而退市。
雅培（Abbott）公司旗下的HeartMateⅢ为全磁悬浮离心泵，利用磁力支撑进行主动悬浮，目前为全球LVAD植入的主流产品，也是目前植入数量最多、长期反馈数据最多的第三代LVAD。2014年6月25日完成首例临床植入，自2017年后迅速挤占市场，2019年植入LVAD中77.7%为全磁悬浮离心泵，HeartWare 和轴流泵仅占20.5%和1.8%，2年后，选择全磁悬浮设备的比例增加至92.7%[18-19]。在2023年，这一比例增加至99.8%[56]。HeartMateⅢ叶轮侧面间隙0.5 mm，上下间隙1 mm，是同类产品的10～20倍，有利于减少剪切力，减轻血细胞损伤[57]。统计数据表明，HeartMateⅢ植入患者5年生存率58.4%，且卒中、大出血等严重并发症的发生率均低于轴流泵[58-59]。
Abiomed公司旗下的Impella是唯一获得美国食品药品监督管理局（FAD）认证的经皮介入式VAD，也是世界上最小的心泵。2012年，Impella CP获批上市，后续又推出Impella 2.5、Impella 5.0、Impella 5.5、Impella LD等型号。主要用于严重心源性休克、高风险经皮冠状动脉介入治疗以及紧急授权后用于体外膜肺氧合支持下出现的肺水肿、心力衰竭患者5 d内的治疗，替代心脏进行短期、紧急供血，为心脏手术和恢复争取时间。在心源性休克患者中使用Impella能够促使心肌恢复，改善患者预后[60-61]。
根据美国胸外科医师协会（Society of Thoracic Surgeons，STS）年度报告， 2019年为LVAD植入数量高峰，达3 198例，其中73%的患者将植入作为目的治疗。在2021年，81.1%的患者将植入作为目的治疗，1年和5年生存率分别为83.0%和51.9%[18-19]。而在2023年，1年和5年生存率增加至86%和64%[56]。统计数据表明，将LVAD植入作为目的治疗已经是相对成熟的技术。
4.2 国内左心室辅助装置的发展
国内LVAD发展较晚，跳过了第一代和第二代的研发，因此国内上市的LVAD均为第三代设备。国产LVAD针对国人体质状况进行研发，目前正处于起步发展阶段，截至2023年3月，仅363例应用[62]。研究[62]发现，国产LVAD的1年、2年和3年生存率分别为94.7%、92.0%、 90.7%，已经与国内的心脏移植效果相当。目前，获批上市的国产LVAD有重庆永仁心（EVAHEART）、苏州同心（CH-VAD）、航天泰心（Heartcon）以及深圳核心（Corheart 6）。
重庆永仁心（EVAHEART）：2017年7月首次动物实验，2018年1月完成首例临床植入，2019年8月26日获批上市，是我国首个上市的心室辅助产品。该设备引进了日本技术，采用液力悬浮，适用于短期治疗，也是唯一获批的国产目的治疗LVAD。该泵植入后患者仍可保留脉搏，有利于心功能的保留或恢复。叶轮转速较慢，约1 600～2 200 r/min，目的在于减少剪切力，从而减少血管性血友病因子降解[63]。采用无尖插入插管，有利于血流冲刷，减少血液淤滞，降低血栓形成风险[42]。Zayat等[64]通过模拟循环对比EVAHEART和HeartMateⅢ凝血状况，EVAHEART溶血及凝血激活均较少。
苏州同心（CH-VAD）：2014年12月首次动物实验，2017年6月完成首例临床植入，2021年11月24日获批上市，是国内首个拥有完备知识产权的国产人工心脏。采用磁悬浮技术，心包腔内植入，适用于短期治疗。与重庆永仁心（EVAHEART）相比，苏州同心（CH-VAD）的离心泵叶轮和转子处于同一平面，因而明显减少了泵体厚度，缩减血泵重量。CH-VAD在正常条件下剪切力＞100 pa的时间占0.4%，相对于HeartWare具有低2倍的溶血指数，在血小板激活和血栓形成风险上也较HeartWare低[65-66]。
航天泰心（Heartcon）：2013年3月首次动物实验，2019年3月首次临床应用，2022年7月13日上市，是国内首个采用磁液悬浮技术的植入式磁液悬浮LVAD，适用于短期治疗。对于目前的Heartcon植入患者，其短期治疗效果积极，但长期疗效仍需要进一步研究[67-68]。
深圳核心（Corheart 6）：2020年首次动物实验，2021年10月首次临床植入，2023年6月6日上市，是国内首个应用于儿童的心室辅助产品。该泵采用磁悬浮技术，适用于短期治疗。叶轮扁平化设计，无分流鼻锥，进一步减少空间占用，该泵重量仅90 g，是目前全球重量最轻、体积最小的LVAD。在动物实验中，该泵表现出良好的血液相容性，在对患者的早期治疗上也获得满意的效果[68-69]。
5 小结和展望
LVAD是支持终末期心力衰竭患者过渡到心脏移植的重要手段，也是许多老年患者的目的治疗。即使是不进行心脏移植，部分LVAD植入患者仍然能够生存10年以上。LVAD植入后并发症与设备本身存在直接或间接的联系，作为人工制品植入的缺陷，制品老化、设备损坏、人体排异、血栓形成、不能够完全替代正常人体功能等问题持久存在。因此，对于未来LVAD的发展可以从以下几个方面进行。
5.1 完全植入
无线充电技术的发展使完全植入设备无法进行电池更换的问题理论上得到解决。目前最轻最小的LVAD重量仅90 g，随着新技术的发展能够推进设备进一步小型化，实现LVAD的完全植入，从而避免线缆感染等问题，改善患者生存质量[70]。关于完全植入的研究是LVAD发展的热门方向，但设备小型化意味着叶轮转速必须进一步提高才能满足泵血需要，这或许会增加对血细胞的破坏。同时，完全植入后对设备的维护难度也将增加，无线传输发热等问题仍有待解决[71]。不过，已有研究者[70, 72]取得了一定成果，如体外磁体驱动LVAD、针对植入设备的新型脉冲无线输电等。
5.2 减少血栓形成
患者植入LVAD后血栓形成是多因素作用的结果，包括机械性和非机械性因素，栓子脱落引起的栓塞也是患者死亡或再入院的常见原因，使用无免疫原性材料或生物兼容性材料，减轻叶轮对血细胞的破环，个体化使用华法林等抗凝药物，加强对LVAD植入患者的血液敏感指标监测等措施，能够预防或早期发现血栓形成[20, 73]。近些年第三代LVAD设备配合抗凝措施能够明显减少血栓的形成，但与正常人相比，植入后脑卒中等严重并发症的发生率仍然较高。
5.3 微创手术
微创LVAD植入手术是否能够让患者明显受益的研究较少，但微创手术可降低大出血、严重右心衰竭、呼吸衰竭和使用血制品的风险，缩短机械通气时间和住院时间[74]。即使是INTERMACS分级1级的心源性休克患者，在应用微创手术后仍然可能降低术后死亡率[75-76]。
5.4 磁流体血泵
叶轮对血细胞的机械性破环是泵血栓形成的重要原因，从轴流泵到离心泵的改进目的之一便是减少机械性损伤。磁流体泵是利用血液与海水相似的导电能力，当血液在磁场中时产生感应电流与洛伦兹力，进而推动血液流动。血液动力的产生无类似于仿生泵的挤压作用，也无非仿生泵的叶轮破坏作用，进而减少血栓形成的风险[77]。磁流体血泵虽然去除了叶轮结构，但相关研究较少，血细胞在磁场中长期穿行是否会受到影响仍未知。
《中国心血管健康与疾病报告2022》[78]指出，2021年全国仅738例心脏移植，仍有大量患者最终因心力衰竭而死亡。通过推进LVAD在国内应用有希望解决这一问题，LVAD作为人工制品相对于心脏移植有着诸多优点。首先，LVAD作为一种机械装置，能够通过技术的熟练和改进获取更低廉的价格和更高的质量、产量。其次，LVAD的获取没有伦理学上的负担，不受移植供体来源的影响，也不存在供受体之间的配型等问题。然后，作为患者最关心的术后生存率问题，依据STS统计数据，LVAD植入后能够获取较长的生存时间和较好的生活质量，国内LVAD植入后生存率已经和心脏移植水平相当[18-19, 56, 62]。最后，已有4款国产LVAD获批上市，尚有其他LVAD正在研发中，如心擎医疗的MoyoAssist® Extra-VAD[79-80]。国产LVAD发展迅速，尽管目前LVAD植入价格不菲，但为大量心力衰竭患者带来了生存的希望。随着国产LVAD技术水平的进步和成本的下降，LVAD能够更广泛地帮助心力衰竭患者。
利益冲突：无。
作者贡献：王沂、李子军负责文章撰写；易杰、李豪、陈明负责文献查阅；侯文明负责文章设计及审阅。
