人工器官等医学应用.ppt

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1、一）分类根据不同的分类方法人工器官可以分为如下几类：1）按功能分：（1）支持运动功能的人工器官，如人工关节、人工脊椎、人工骨、人工肌腱、肌电控制人工假肢等。（2）血液循环功能的人工器官，如人工心脏及其辅助循环装置、人工心脏瓣膜、人工血管、人工血液等。（3）呼吸功能的人工器官，如人工肺（人工心肺机）、人工气管、人工喉等。（4）血液净化功能的人工器官，如人工肾（血液透析机）、人工肺等。（5）消化功能的人工器官，如人工食管、人工胆管、人工肠等。（6）排尿功能的人工器官，如人工膀胱、人工输尿管、人工尿道等。（7）内分泌功能的人工器官

2、，如人工胰、人工胰岛细胞。（8）生殖功能的人工器官，如人工子宫、人工输卵管、人工睾丸等。（9）神经传导功能的人工器官，如心脏起搏器、膈起搏器等。（10）感觉功能的人工器官，如人工视觉、人工听觉（人工耳蜗）、人工晶体、人工角膜、人工听骨、人工鼻等。（11）其他类，人工硬脊膜、人工皮肤等2）按原理分：（1）机械式装置（如人工心脏瓣膜、人工气管、人工晶体等）（2）电子式装置（如人工耳蜗、人工胰、人工肾、心脏起搏器等）3）按使用方式分：（1）植入式，如人工关节、人工心脏瓣膜、心脏起搏器。（2）体外式，如人工肾、人工肺、人工胰。这些体

3、外式人工器官实际上都是由电子控制的精密机械装置。1.人工心脏和人工心脏瓣膜人工心脏人工心脏是利用外在机械动力作用把血液输送到全身各器官以代替原有心脏功能的装置。所用材料主要为高分子和金属。高分子如聚酯用作人工心脏主体的制作，金属材料如Ti合金主要作为心脏瓣膜、心室，其坚固性、轻质、表面光滑性非常适于人工心脏。血液相容性（血栓和溶血）及组织相容性（感染）等是人工心脏失效的常见问题，对瓣膜等材料进行改性以提高其生物相容性。二）具体介绍第一代人工心脏模型此人工心脏命名为CHVAD，意思是新式辅助装置的中国心中国源创的微小型完全磁悬

4、浮离心式人工心脏，在羊身上植入存活61天人工心脏瓣膜：可植入心脏内代替原有天然心脏瓣膜（主动脉瓣、肺动脉瓣、三尖瓣、二尖瓣），能使血液单向流动，具有天然心脏瓣膜功能的人工器官。主要分为机械瓣，人体组织瓣，动物组织瓣等。人体组织瓣的应用有两种：同种异体移植：将一个瓣膜从一个人移植到另一个人。自身移植：从本人的一个部位移植到另一个部位。应用最多的自身移植是将肺动脉瓣移植到主动脉瓣，称为Ross手术。图5-7生物组织瓣膜实物图几种常用的人工心脏瓣膜机械瓣膜材料的选用选用Ti合金、不锈钢、热解碳、陶瓷、聚氨酯等材料。为防止血栓，在金

5、属瓣膜上采用表面改性技术涂覆热解碳。由于银离子能抗菌，也正在研究将银离子注入热解碳涂层中，提高材料的抗菌性能。2.人工肾（人工透析机）定义：又称人工透析机，一种透析治疗设备，是用人工方法模仿人体肾小球的过滤作用，在体外循环的情况下，去除人体血液内过剩的含氮化合物、新陈代谢产物或逾量药物等，调节水和电解质平衡，以使血液净化的一种高技术医疗仪器。原理：应用的膜分离技术原理，需从病人动脉将血液引流出来，在人工肾经过透析后再从静脉输入病人体内。组成：血液净化系统（透析器）、透析液供给系统和自动控制系统三部分透析器是人工肾的核心部分，

6、现有用于透析器的膜材料主要有用化学方法从棉花中提取的再生纤维素和改良纤维素，以及一些高分子聚合物如聚丙烯睛、聚酰胺、乙烯乙烯醇共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯等。3.人工肝（人工肝支持系统）又称人工肝支持系统，就是一种利用血液净化技术暂时替代肝脏功能，使肝细胞得以恢复再生。人工肝分为三类：非生物类、生物类、混合类。人工肝技术是一整套包含血浆置换、血液透析、血液滤过、血液/血浆灌流、分子吸附循环系统、连续性血液净化治疗等方法联合应用治疗重型肝炎的技术和治疗方法。临床医生根据患者病情选择单用或联合应用以上技术。出现的问题：凝血：表现为灌

7、流器凝血和留置管凝血等。可对血细胞造成机械性破坏，以致于人工肝治疗后血细胞明显下降，尤其以血小板为甚。出血：进行人工肝治疗的患者多有凝血功能障碍，再予药物抗凝，部分患者可出现出血的并发症4.人工胰腺一种由微机控制的机械装置，其原理是用人工方法取代正常胰腺的内分泌，以补充胰岛素的分泌不足。分类：体外型、半生物型、植入型人工胰。胰岛素泵糖尿病是体内缺乏胰岛素分泌的结果。血液中血糖过高时，胰脏分泌胰岛素，胰岛素促进蒲萄糖进入肌肉细胞和其他组织中并降低血液中葡萄糖水平。胰岛素欠缺分为产生不足（I型糖尿病：与免疫系统有关，可能源于遗传

8、，可注射胰岛素治疗）和失效（II型糖尿病，胰岛素仍在产生但是数量不够或身体对其有抵抗力，常见肥胖病人，）5.人工耳蜗又称电子耳蜗，或人工电子耳，是模拟人体耳蜗生理功能的电子装置。由体内和体外两部分组成。它能将通过外耳传入的声能转换成电能，通过植人鼓阶、圆窗或耳囊内的电极，直接刺激耳蜗内残余