同步開闔 新型瓣膜提升換氧率

　海洋大學研究團隊與基隆長庚醫院合作研發「同步開闔新型機械瓣膜」，獲台灣和美國專利，解決現有機械瓣膜可能引發傷害血液、提高心臟負擔等問題。圖／海洋大學機械與機電工程系副教授周昭昌提供

　【記者廖庭儀基隆報導】心臟疾病已蟬聯數年國人前十大死因，台灣海洋大學機械與機電工程系副教授周昭昌研究團隊，與基隆長庚醫院合作研發「同步開闔新型機械心臟瓣膜」，解決市售機械瓣膜因運作方式不符人體自然擺闔，造成血液併發症、提高心臟負擔等問題。

　現有機械瓣膜以雙軸銜接雙片擺動，因血流衝擊速率與方向不一，兩片瓣膜可能一前一後而無法同步開關，引發間歇性血液逆流；而新型瓣膜中間只由一軸樞接，加上相配合的凸柱與導槽，藉單軸運動原理，瓣膜能同時自然閉合，周昭昌表示，新型瓣膜促使心臟換氧效率提升，減少紅血球破裂造成溶血的機會。

　現有瓣膜普遍使用陶瓷材質，在瓣膜關閉階段產生的「空蝕現象」（Cavitation），易侵蝕陶瓷表面導致破裂，甚至造成溶血、血栓增生，透過血液循環至腦部導致中風。新型瓣膜則以鈦合金製成，具抗腐蝕、生物相容性等優點，對抗血流沖蝕能力佳，並透過浸漬作用於瓣膜表面塗上肝素、膠原蛋白等抗凝血劑，使血小板不易吸附而形成血栓，或造成溶血等其他併發症。

　研究團隊表示，新型辦膜與市售瓣膜分別經體外實驗測試，結果顯示新型瓣膜相較於市售瓣膜，血流通過主動脈的收縮壓力差較小、左心室血液容積量較大。當收縮壓差愈小，血流通過的順暢度愈高。而心室血液容積量愈大，在每一次心臟收縮時，能置換新的充氧血量也愈多，促使心臟換氧效率提升。

　研究團隊學生吳德群認為，過程最困難的是鈦合金加工，「因為是置入心臟的模具，尺寸精準度要求非常高。」而精密車床和放電加工技術成本高，且非大量生產，目前開發單價一組達新台幣9萬元，周昭昌說：「預計量產時每組5萬元以下，和現有進口瓣膜的醫院進價差不多。」

　全球每年因心臟血管相關疾病死亡的人數，約為總死亡人數的1/4，其中愈高度發展國家，單因心臟疾病而死亡的人數比例更高。台灣心臟麻醉醫學會資料顯示，台灣每年成年人的心臟手術量為6500例，其中成人心臟瓣膜置換手術有1700例。

　美國每年約有5百萬的心臟瓣膜疾病患者，其中心臟瓣膜置換手術有25萬例以上（約有18萬例以上是機械瓣膜），周昭昌表示，「同步開闔心型機械心臟瓣膜」目前已成功申請台灣和美國專利，未來在商品化後，可望降低需更換心臟瓣膜病患的負擔。