第1473章 人造心的超级难关

两人讲完话便关了摄像头，现场又是经久不息的掌声，许多数学家甚至全程站着听，连一些站立困难的老头都在坚持。

历届国际数学家大会，这种场面不多见！

宋河摘下面具戴上口罩，和女朋友一起接着往下看。

“数学界，你也算带着我登顶了。”相晓桐笑道。

“登顶？这叫什么登顶？”宋河摇头，“半山腰罢了！”

“菲奖还不算登顶，什么算登顶？”相晓桐诧异。

“还有很多奖项，可以拿个至高双奖小满贯吧？像丘成桐那样，同时拿菲尔兹和沃尔夫。或者像迈克尔·阿蒂亚那样，同时拿菲尔兹和阿贝尔。”宋河掰着手指头算。

“满贯之上，可以试试拿大满贯吧？德利涅、塞尔、汤普森、米尔诺都是大满贯。他们几个都是菲奖、沃尔夫加上阿贝尔三大顶尖奖项拿齐了。”

相晓桐忍不住笑，“你还真是贪得无厌，放心吧，千禧难题都解了，剩下那些奖只是时间问题！肯定大满贯慢慢会有的！”

“拿了大满贯就知足了吗？”宋河挑眉，“双圈大满贯要不要挑战一下？”

“疯了！”相晓桐捂脸。

“疯什么？王将军还给咱们派活儿，让咱们帮忙解纳维-斯托克斯方程呢，回头真让咱们解出来了，是不是又是一圈大满贯？”

宋河还没结束，“双圈大满贯难道就登顶了吗？非也！含金量高的什么菲尔兹奖、陈省身奖、高斯奖、拉马努金奖，都是以人名命名的啊！”

“你不会想说……宋河奖，相晓桐奖？”相晓桐扭头看他。

“对咯！”宋河拍掌，笑得扭头咳嗽两声，“宋河奖和相晓桐奖都成为至高奖了，咱们才算彻底登顶！还早着呢！”

“我看你是疯了！”相晓桐双手捂脸。

两人高兴地嘻嘻哈哈一阵，接着看直播。

下面的颁奖大家就没那么兴奋了，全程坐着，鼓掌也是例行公事。

别的数学家宋河都不关心，耐心等等等，终于等到高斯奖！

全场掌声中，现场直播镜头对准一个年轻人，楚龙满面通红地起身，嘴角完全压不住！

他一改往日的不修边幅，换了身明显定做的黑色正装，连发型都做了，登台发表获奖感言。

楚龙的感言属于老套中带点新意，一段段都在各种感谢，感谢父母感谢老师感谢同学感谢母校，恨不得连家里马桶都感谢一番，但每段感谢里又带点调侃。

“他会不会感谢你啊？”相晓桐饶有兴趣地听。

“我有强烈预感。”宋河一手托着下巴。

果然，演讲的尾声，楚龙压轴感谢！

“最后感谢我的老朋友宋河，我们刚认识的时候，他年龄比我小得多，是我的学弟，我怀揣着一种老学长的心态和他交流，希望能提携后辈，他当时看我的眼神也明显带着看成功前辈的仰慕。”

“后来事情急剧变化，我发现宋河进步速度太夸张了，一不留神他就冲到我前面了！”

“于是我拼命追赶，当时我的心态是，连区区一个学弟都比不上，我还怎么在高手如云的数学界混呢？”

“现在我回过神来了，感情学弟是菲尔兹奖得主，当今数学界的至高神之一，我稀里糊涂以他为目标追赶这么多年，一不留神追到高斯奖的位置上来了。”

“人生就是如此奇妙！我最大的人生经验就是，找一个足够强悍的人紧紧追赶，而不是得过且过！”

“谢谢大家！”

场上一片笑声，掌声也跟着隆重了许多。

电脑前的两口子忍不住大笑，听上去有拍马屁的嫌疑，但谁不喜欢被拍马屁呢？

“等会儿学术报告你随便讲讲糊弄一下吧，我先趴窝了。”宋河起身，又跑去床上钻被窝。

“啊？”相晓桐吃惊，“数学界都盼着你讲两句呢，载入史册的时刻你不多露露脸？”

“让他们盼去吧，我写的宋河流形他们都看不懂，有几个配听我讲课？史册里我露面机会多着呢，不差这一场。”宋河嘴脸嚣张，在被窝里蠕动两下，“抓紧时间养精蓄锐，争取下周一能去实验室开工，生病太耽误事儿了。”

“你多休几天吧，这么快又要重返实验室吗？”相晓桐语气心疼，“生病放个小假，谁敢说什么？”

“我脑袋上有俩小人，一个白色小天使，一个黑色小恶魔，他俩意见一致。”宋河说。

“意见一致？”相晓桐微怔，“怎么会意见一致？”

“白色小天使说，宋河啊，不能借着生病在这摆烂了，人造器官是造福世界的重要项目，千百万人翘首以盼，你必须支棱起来！”

“黑色小恶魔呢？”

“黑色小恶魔说，宋河啊，你不想跟女朋友洞房吗？得把延年益寿的项目做出来，女朋友才服服帖帖跟你洞房啊！没点本事哪来的家庭帝位？”

相晓桐脸红，“睡你觉吧！学术报告你那份儿我替你讲了！”

“感谢老婆！”宋河迷糊嘟囔，片刻后呼吸均匀起来。

……

周一，早上七点。

宋河和相晓桐推开实验室门，众多白大褂已经整整齐齐坐着等待开会了。

但今天人数明显少了很多，不少团队成员还在假期里，忙着花天酒地纸醉金迷，用各种奢侈享受洗刷实验室里没日没夜干活的压力。

谢科夫站在白板旁等待讲课，今天会议主要由他主持，毕竟人造心脏项目是他负责的。

许久不见，谢科夫眼眶黑的吓人，整个人瘦了两圈，原本色泽健康的黄毛此刻比野狗毛还凌乱黯淡，一看就是拼死拼活搞研发，透支阳寿的状态。

最前排留了两个空位，宋河和相晓桐坐下，齐齐点头，示意开始。

“我简单介绍人造心脏的难点、现状！”谢科夫也不废话，挠了挠黄毛拿起笔板书。

“目前医用的人造心脏大多是机械式的，能解燃眉之急，但缺点也很明显，比如一些机械电子元件容易故障，时刻连接体外电池意味着时刻有感染风险，只能进行匀速输血，无法完美代替心脏的各种小功能等等。”

“我们的研发目标是，放弃机械路线采用生物路线，做出无限逼近原装心脏的人造心，恢复最为自然健康的心脏状态！”

“心脏主要功能是心泵，通过节律性收缩和舒张驱动血液。”

“下面我以几个主要标题，盘点研发困难。”

谢科夫说着，在白板上写字，如今他汉字写的很漂亮了，甚至有些过于规整，落笔效果像印刷一样。

【1.心动周期】

“一次收缩和舒张构成一个心动周期，但整个周期非常精密，时间血量卡的很死，稍微出现误差，轻则疾病，重则致命。”

“下面的数据我们都采用每分钟75次心跳为例。”

“首先是心室收缩期，第一阶段为等容收缩期，持续0.05秒，室内压超过房内压，房室瓣关闭阻止血液倒流入心房，此时室内压比主动脉压低，所以半月瓣也关闭，心室短暂成为一个封闭腔。”

“目前有一些大公司在尝试做动物心脏实验，一上来到心室收缩期就出问题，这0.05秒的封闭腔死活无法有规律地封闭。”

谢科夫说着，用红色马克笔画圈，圈出技术难点。

“射血期，室内压升到超过主动脉压，半月瓣开放，但事情没有这么简单，又分为快速射血期和减慢射血期两阶段，分别持续0.1秒和0.15秒，前者心室射出血液量占总射血量的三分之二，后者室内压已经再次低于主动脉压，是靠动能惯性逆压力梯度流入主动脉。”

“心脏收缩过程结束了，接下来是心室舒张期。”

“首先是0.06秒至0.08秒的等容舒张期，主动脉血液反流关闭半月瓣，室内压让房室瓣关闭，于是此刻又出现了短暂的封闭腔状态。”

“同样，和刚刚讲的0.05秒等容收缩期封闭状态一样，人造心这里的封闭也是难点，会有各种问题出现，稍后细讲。”

“最后心室充盈期，又分为0.11秒的快速充盈期、0.22秒的减慢充盈期和0.1秒的心房收缩期。”

“我这里只讲了左心室的变化，右心室的变化幅度要小得多，因为肺动脉压只有主动脉压的六分之一左右，做的时候还得注意差别。”

“整个过程，时间和血流量很难把握精确，从动物实验来看，跳动节奏不精确的生物心脏，甚至还不如匀速泵血的金属心脏耐用，这也是目前医学上大多用金属心脏的原因之一。”

谢科夫再度书写。

【2.心输出量】

“心输出量又分两组概念，每搏输出量和射血分数，以及心输出量和心指数，基本概念我就不重复了。”

“但心输出量也必须控制适度，年轻人和老人、男人和女人、胖子和瘦子、高个头矮个头都有差异，甚至还要考虑耗氧量和能量代谢水平，这又要考虑海拔和饮食习惯。”

“不同海拔不同地域的氧气浓度不同，对心脏的要求也截然不同，如果是健康人，上高原下高原还能逐渐自我调节，但人造心如果一开始做不精确，至少动物实验显示会有大麻烦，最恶劣的案例甚至活不过12小时。”

“所以必须建立一个数学模型，把所有因素都考虑进去，生成一颗心输出量适宜的人造心，才能让病人平安度过心脏移植的愈合阶段。”

【3.泵血储备】谢科夫再写。

“正常的健康成年人，剧烈运动时的心输出量可以到每分钟三十升，静止不动时则是每分钟五升，六倍的差距，这个就叫泵血储备。”

“泵血储备主要由两方面决定，分别是搏出量储备和心率储备。”

“搏出量储备主要靠心脏收缩扩张的幅度，比如左心室在安静时55毫升到125毫升，剧烈运动时50到140毫升，差距就出来了。”

“心率储备就是剧烈运动的心跳达到静息的2到2.5倍。”

“同行们做的动物心脏，普遍面临泵血储备不足的情况，一方面目前的生物人造心很难发生较大的形变而不受损，搏出量储备就差。”

“另一方面过于快速的形变，也容易导致前面我说的两个封闭阶段出问题，甚至直接产生严重的细胞撕裂，导致心脏直接解体！”

谢科夫再度把黑色马克笔换成红色，在技术难点上画红圈。

【4.血流动力学】

“接下来是关于血管的难题。”谢科夫道。

“泊肃叶定律公式大家肯定记得，血液属于粘滞性流体，在刚性管道内稳定流动时可以直接用泊肃叶定律计算，但实际上血管有弹性，来回收缩扩张，而且随着人的运动，每次收缩扩张的幅度都不一样，实际血流状态会复杂的多。”

“也就是说，由简单的层流变为复杂的湍流！”

“由雷诺数公式我们可以判断出，血流快、血管大、血液粘滞低的状况下湍流会频发，所以恰恰是心室脉和主动脉的湍流多，这对人造心的稳定也是巨大考验。”

“现有技术造出的动物人造心都会出现大量的特征性杂音，这种特征性杂音是正常健康心脏里极少有的，意味着心脏不够正常耐用，埋着巨大隐患！”

【5.心脏神经】

“这也是一个巨大技术难点，目前为止全世界还没有像样的解决方案，但神经部分恰恰又是和机械心脏能拉开差距的地方！”

“如果神经部分能做好了，对身体健康起到的效果要远远强于呆板的机械心脏，但如果做不好，则生物人造心依旧不如机械心。”

“心交感神经和心迷走神经是主要神经，如何让神经重新连接支配心脏是个难点，也是心脏移植手术的关注点之一，尽早恢复神经和心脏的有效连接，才能实现移植心脏彻底融为一体。”

【6.体液调节】

“这一部分也是非常非常复杂，光是心血管活性多肽目前发现的就有近40种，比如心房利尿钠肽、尾升压素、降钙素基因肽等等，未发现的可能还有更多！”

“加上各种激素、活性物质、酶、气体信号分子随着血液循环往复进出心脏，必须确保心脏细胞对这些成分的反应在合理范围内，否则很容易导致人体系统失衡，酿成疾病！”

【7.心病】

“尝试做生物型人造心的团队不止我们一个，有太多前辈努力过，最终出现了一些比较集中的失败，就是心病！”

“造出来的心脏看似完美，跳起来也像那么回事，但移植到动物体内仔细检查后，发现各种奇奇怪怪的毛病都出来了，相当于造了一颗病心脏给患者移植。”

“技术比较差劲的团队，做出来的心脏出现常见的二尖瓣狭窄、二尖瓣关闭不全、主动脉瓣狭窄、主动脉瓣关闭不全、房间隔缺损、法洛四联症，也是普通人心脏常见的问题，但在制造过程中属于较大尺寸误差导致的低级问题，咱们多试一试应该可以避免。”

“技术较好的团队，可以把心脏形状做的误差极低，但又会出现一些其他病，比如限制型心肌病、围生期心肌病、弥漫性间质性心肌炎、转发性巨细胞心肌炎和莫名其妙的原发性心脏肿瘤。”

“这些病本身在临床上就原因不明，造人工心时出现的频率更高了，我们暂时不知道怎么避免，除非我们先搞明白这些病的病因，目前医学上还没有定论。”

【8.基因】

谢科夫已经累了，气喘吁吁。

“最后一个问题，我不知道具体难度，因为没多少前辈试过。”

“为了避免免疫排斥，我们的做法是从动物或患者身上取细胞，用动物和患者的原装基因去重新做心脏各种细胞。”

“但这又会在部分患者身上出现问题，因为有些心脏病本身就和基因缺陷高度相关，比如扩张型心肌病、肥厚型心肌病、致心率失常性右室心肌病等等。”

“那么我们用患者本身的基因做心脏，做出来的心脏又会面临各种心脏病风险，所以最直接的办法似乎就是修改基因，但修改人类基因是极大的禁区和风险，因为太多基因是牵一发而动全身，可能把心脏病相关的基因给改了，别的地方又出现问题。”

“好！目前现状大概就这样！”谢科夫累得不行，“我黑板上列的这些问题都解决，一切顺利没遇到其他意外的话，我们基本上就能得到一颗完美无瑕的人造心！”


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