人工器官中应用的高分子材料上

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1、人工器官中应用的高分子材料(polymermaterials’applicationinartificialorgans)当人体的器官因病患不能康复行使功能时，近代医学提供了二种可能恢复功能的途径：一种是进行同种异体的器官移植，另一种用人工器官置换或替代病损器官，补偿其全部或部分功能。前者器官来源困难，再则移植器官的器官保存、免疫、排斥反应等诸多问题尚未解决，同时移植前和短时替代也需要人工器官。本章围绕人工器官及其使用的高分子材料为中心，作一概要介绍。第一节人工心脏与人工心脏瓣膜(ArtificialheartvalvesandArtificialheart)一、人工心脏人工心

2、脏是推动血液循环完全替代或部分替代人体心脏功能的机械心脏。在人体心脏因疾患而严重衰竭时，植入人工心脏暂时辅助或永久替代人体心脏的功能，推动血液循环。从广义和泵功能来考虑，人工心脏的研究应追溯到1953年Gibbons将体外循环应用临床。心肺机利用滚动泵挤压泵管将血液泵出，犹如人的心脏搏血功能，行体外循环。受此泵的启迪，1957年Kolff和Akutsu研制了人工心脏进行动物移植实验，存活15小时，开创了人工心脏的研究历史。1958年日本渥美和彦、德国Bucherl以及美国Nose等相继设立了专门的研究中心，开展了各种类型人工心脏的研究，进行了小牛、羊、狗等多种动物的人工心脏

3、实验。1973年后由于加强了人工心脏基础理论研究和材料方面的研究。人工心脏实验动物存活期显著延长，1980年渥美和彦试验山羊存活期232天、288天，他创造了最长成活期超过了350天，与此同时，人工心脏的研究进入临床。1969年美国Cooley首次将全人工心脏用于临床，为一名心肌梗塞并发室壁痛患者移植了人工心脏，以等待供体进行心脏移植。虽因合并症死亡，但这是利用全人工心脏维持循环的世界上第一个病例。1982年美国犹太大学医学中心Devries首次为61岁患严重心脏衰竭的克拉克先生成功地进行了人工心脏移植。靠这颗重300克的jarvik—7型人工心脏，他生活了112天，成为世界

4、医学史上的一个重要的里程碑。目前，世界上已进行了数例全人工心脏的临床，但人工心脏处在以动物实验为主的研究阶段。人工心脏为全人工心脏（ＴＡＨ）和辅助人工心脏两种，前者替代心脏全部功能，后者主要替代心室部分功能。因此，辅助人工心脏又称心室辅助装置。辅助左心室功能的称左心室辅助装置（ＬＶＡＤ），辅助右心室功能的则称为右心室辅助装置（ＲＶＡＤ），辅助双心室功能的称谓双心室辅助装置（ＢＶＡＤ）。全人工心脏还是辅助人工心脏，就它们的主要部件而言，都可分为四个部分，血泵则是整个系统的关系之一。血泵有多种形式，从结构原理上可分为膜式血泵、囊式血泵、管型血泵、摆形血泵、螺形血泵五种。由于后三类

5、血泵血流动力学效果不好，现已很少使用。膜式和囊式血泵的基本构造系由血流入道、血液流出道、人工心脏瓣膜、血泵外壳和内含弹性驱动膜或高分子弹性体制成的弹性内囊组成。在气动、液动、电磁或机械力的驱动下促使血泵的收缩与舒张，由驱动装置及监控系统调节心律、驱动压、吸引压收缩张期比。血泵的好坏与使用时间长短除与血泵的血流动力学与结构设计有关久，主要和血泵材料的种类和性能有关。虽然文献报道的血泵材料有加成型硅橡胶、甲基硅橡酸、嵌段硅橡胶、聚氨酯、聚醚氨酯、聚四氟乙烯织物、聚酯织物复合物、聚烯羟橡胶、生物高分子材料以及高分子复合材料，但上述各种材料相比聚氨酯具有更卓越的性能。临床应用的J

6、aivik-7型以及国外主要的研究小组(表7-１)，仍以聚氨酯材料Biomer,Pellethane和Avcothane为主。有必要强调一点聚氨酯长期植入后血液中钙沉积易引起泵体损伤的问题尚未得到彻底的解决，有待于进一步研究。二、人工心脏瓣膜人工心脏瓣膜指能使心脏血液单向流动而不返流，具有人体心脏瓣膜功能的人工器官。主要用于心脏瓣膜病变，不能通过简单的手术或治疗恢复和改善瓣膜功能的患者，用人工心脏瓣膜替代病损瓣膜。人工心脏瓣膜目前主要有二类：生物瓣和机械瓣。１.机械瓣从机械瓣发展历史看，最早使用的是笼架—球瓣，其基本结构在一金属笼架内有一球型阻塞体（阀体）。当心肌舒张时阀体

7、下降，瓣口开放血液可从心房流入心室，心脏收缩阀体上升阻塞瓣口，血液不能返流回心房，而通过主动脉瓣流入主动脉至体循环。笼架——球瓣有好几种球型式，但由于置换手术后常出现心律失常，特别是心室失常，其原因主要是由于笼架在心室内占一定的体积，心脏收缩时，心肌接触笼架后就易产生期前收缩。之后发展了碟瓣。碟瓣工作原理同笼架——球瓣相同，只是阀体为碟型，瓣架变低，支柱有三根，亦有四根的，架有开放式的，亦有封闭式的。由于碟瓣和笼架——球瓣属周围血流型，即血液必须绕过阻塞体，从其周边通过，因此血