用笼架里的一颗球，替代心脏瓣膜纤薄灵巧的瓣叶，这样的装置格外粗笨。然而，Starr–Edwards 瓣膜让重症瓣膜病患者看到了手术此前难以带来的未来。几年后，经过化学处理的猪心瓣膜，又为瓣膜置换带来了另一条路。[1][3]

两种设计，把不同的负担留在了术后的岁月里。机械瓣膜以耐用见长，患者同时要接受预防血栓的治疗。生物瓣膜有助于减轻这份用药负担，但随着组织材料退化，患者又面临再次手术的风险。[3][6] 回看这段历史便会发现，装置能工作多久，与患者怎样度过此后的生活，始终要用不同的尺度衡量。

俄勒冈：让换上的瓣膜持续运转

1958年，工程师洛厄尔·爱德华兹（Lowell Edwards）在俄勒冈找到外科医生阿尔伯特·斯塔尔（Albert Starr），提出制造人工心脏的想法。斯塔尔建议先从瓣膜做起。他在2007年的回忆中写道，早期人工瓣叶植入犬体内后，起初能够顺利活动，随后却被血栓阻塞。[1]

这段先后过程至关紧要。手术时顺利活动，只是第一步；植入物还要在血液环境中持续工作。团队转向笼球式设计，并反复修改周围的构造。用于人体时，抗凝治疗也成为解决办法的一部分。斯塔尔还承诺对患者开展终身随访，因为他明白，植入瓣膜只是这场持续实验的开端。[1]

Starr–Edwards 瓣膜的首次成功置换发生在1960年9月。拉斯克基金会的记载显示，这位患者此后又活了十年，在一次从梯子上坠落后去世。[3] 这样的生存经历，让手术的成就变得具体可见。生存时间延长了，患者此后也要在更长的岁月里面对并发症的风险。

巴黎：改变与血液接触的材料

阿兰·卡庞捷（Alain Carpentier）从另一位患者身上看到了问题：置换的瓣膜已经救了他的命。卡庞捷在2007年的回忆中写到，这位艺术家术后发生脑栓塞，从此无法再作画。如何减少与瓣膜相关的血栓形成，由此成为他的研究课题。[2]

动物组织有望成为合适的血液接触材料，但保存这种组织十分困难。早期植入的猪心瓣膜出现炎症反应，胶原蛋白也发生退化，而胶原蛋白正是维持组织形态的结构蛋白。1968年，卡庞捷弄清了戊二醛处理如何稳定胶原蛋白、减轻免疫反应。处理后的瓣膜随后便可固定在支架上。[2]

由此制成的生物瓣膜，原料来自生物组织，依靠化学处理保存。它能否长期发挥作用，取决于材料能否保持功能；作为经过保存处理的材料，它缺少活组织自我更新的能力。后来出现的钙化和瓣叶损伤，显露出这种保存方法的局限。[2]

至此，两类瓣膜的比较已经超出了工程与自然的简单划分。两种办法都需要工程设计：一种依靠经久耐用的机械装置，同时预防血栓；另一种设法保存组织，同时降低其诱发血栓的倾向。

爱丁堡：生存与瓣膜完好，是两种结局

爱丁堡试验在1975年至1979年间招募患者，长期分析纳入了533人，比较 Björk–Shiley 机械瓣膜与 Hancock 或 Carpentier–Edwards 猪生物瓣膜。试验中的机械瓣膜采用倾碟式设计，与 Starr–Edwards 的球式设计有别。[4]

2003年发表的报告显示，两组在二十年时的总体生存率差异未达到统计学显著水平。不过，因瓣膜失效而再次接受手术的患者，生物瓣膜组有91人，机械瓣膜组有22人。机械瓣膜组的大出血更为常见。所有机械瓣膜患者都接受了华法林治疗；生物瓣膜患者也可由心脏科医生酌情决定使用华法林。[4]

这些结果对应着不同的生活经历。二十年后仍然在世，回答的是生存问题；期间是否接受过另一次手术，还要另行考察。原先的瓣膜仍在体内工作，也须与是否发生过严重出血分开记录。总体生存率本身，对这两段经历都留下了空白。

美国试验让结论更为复杂

另一项由美国退伍军人事务部（VA）开展的试验，研究了13家医疗中心的575名患者。爱丁堡试验同时纳入男女患者，这项试验则全部为男性。其2000年的报告发现，在主动脉瓣置换中，机械瓣膜具有生存优势：十五年时的估计全因死亡率，机械瓣膜组为66%，生物瓣膜组为79%。在二尖瓣置换中，研究未发现相应的生存优势。[4][5]

这里的百分比表示估计死亡率。阅读时，把数值与它所衡量的终点放在一起，才能避免误读成生存率，两者的含义相差甚远。

VA 试验还发现，生物瓣膜更常出现原发性瓣膜失效，年轻患者尤其如此；机械瓣膜组则更常发生出血。[5] 两项试验呈现的大体取舍相近，生存结果却存在差别。

把两项研究放在一起，很难选出一个在所有情况下都占优的方案。瓣膜所处的位置、研究纳入的人群，以及统计的终点，都会影响结论。这些结果对应的是那个年代的特定装置与诊疗条件。今天的患者接受另一种瓣膜时，对其预后的判断也需要相应调整。

选择延伸到手术室之外

美国心脏协会在2026年7月审核的患者指南，仍从耐用程度、用药需求、后续手术或介入治疗以及个人情况来讨论瓣膜置换。机械瓣膜通常需要终身抗凝，并接受监测。生物瓣膜通常可以免去由瓣膜本身带来的终身抗凝要求，但存在磨损失效、需要再次干预的风险。[6]

“通常”二字在这里分量很重。即使瓣膜本身免去了终身抗凝要求，患者今后是否需要用药，还取决于其他治疗需求。植入材料之外，还要考虑患者整体的治疗需要。

沿着这些历史看，衡量进步的眼光可以从寻找一枚处处胜出的瓣膜，转向患者此后怎样生活。斯塔尔团队让人工机械装置带来长期生存的机会，卡庞捷的工作则拓宽了患者与置换瓣膜相伴生活的选择。长期随访随后揭示了每种办法要求患者承担什么。

瓣膜必须可靠地开启、闭合。如何选择，也关乎这些动作背后的漫长岁月：用药、监测、出血风险，以及再次接受手术或介入治疗的风险。耐用始终重要，而患者此后的生活，还要面对这些相伴而来的负担。

资料来源

1. Albert Starr，〈The artificial heart valve〉，Nature Medicine（2007）——外科医生回顾俄勒冈实验、抗凝治疗及终身随访承诺的文章；PDF 由拉斯克基金会托管。
2. Alain Carpentier，〈The surprising rise of nonthrombogenic valvular surgery〉，Nature Medicine（2007）——以亲历者视角记述组织保存、戊二醛处理及后期材料退化；拉斯克基金会 PDF。
3. 拉斯克基金会，〈Prosthetic aortic and mitral valves〉，2007年临床研究奖——历史回顾，记载1960年9月的植入手术，并刊载分别署名 Albert Starr 与 Edwards Lifesciences 的两张瓣膜照片。
4. H. Oxenham 等，〈Twenty year comparison of a Bjork-Shiley mechanical heart valve with porcine bioprostheses〉，Heart 89:715–721（2003）——原始随机研究，涵盖方法、结局及与 VA 试验的比较；爱丁堡大学资料库收录的出版方 PDF。
5. Karl Hammermeister 等，美国退伍军人事务部随机瓣膜试验的15年最终报告，Journal of the American College of Cardiology 36:1152–1158（2000）——原始比较研究，涵盖瓣膜位置差异、死亡率、退化与出血；PubMed 摘要。
6. 美国心脏协会，〈Heart Valve Replacement: Types, Procedures and Treatment Options〉，2026年7月21日审核——面向患者的指南，讨论耐用程度、抗凝、后续手术或介入治疗及个体化选择。