人工器官等医学应用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,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。,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,（,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，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,（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,?,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,外式人工器官实际上都是由电子控制的精密机械装,置。,?2）按原理分：（1）机械式装置（如人工心脏瓣膜、人工气管、,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,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,第一代人工心脏模型,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浮离心式人工心脏，,在羊身上植入存活,61,天,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,?,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,?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,几种常用的人工心脏瓣膜,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。,?机械瓣膜材料的选用选用Ti合金、不锈钢、热解碳、陶瓷、聚氨,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，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。,2. 人工肾（人工透析机）?定义：又称人工透析机，一种透析治,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。,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,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,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,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,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,?,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，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，）,?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,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,激耳蜗内残余的听神经,纤维，使聋人产生听觉。,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,6.,人工皮肤,?,一种创面保护性覆盖材料，主要用于受,创伤皮肤的治疗,?,传统人工皮肤由合成纤维制成的，而新,型人工皮肤采用,血清蛋白质对甲壳素微,细纤维进行处理，以提高其吸附性，,然,后将甲壳素纤维切成长度为,5-,15mm,的,短纤维，用水作分散剂，用聚乙烯醇作,粘合剂制成非织造布，并切成适当大小，,包装灭菌供临床使用。,?,甲壳素人工皮肤,耐溶解性强，便于表皮,细胞长入，愈后不发生粘连，具有止血,镇痛的功效，并能抑制微生物菌类,的繁殖，促进伤口愈合。,图,5-10,用于创伤覆盖的,人工皮肤,6. 人工皮肤?一种创面保护性覆盖材料，主要用于受创伤皮肤的,7.,人工肺,?,定义：,又称,氧合器,，是指用来取,代人体肺功能，用于血气交换，,调节血内,氧气和二氧化碳,含量的,装置。,?,分类：,静立垂屏式人工肺、转碟,式人工肺、鼓泡式人工肺、膜肺。,?,膜肺的设计原理不同于前三者，,其主要依据仿生原理按照肺泡气,体弥散生理功能设计的；前三种,人工肺中血液与氧气直接接触，,而膜肺中血液和氧气由薄膜隔开，,一侧通静脉血，另一侧通纯氧。,7. 人工肺?定义：又称氧合器，是指用来取代人体肺功能，用于,?,发展,：第一个膜肺出现于,1955,年，膜材料,用的是聚氯乙烯。真正实用的膜肺出现于,1960,年，膜材料为硅橡胶。膜肺的大发展,是在,1980,年以后，出现了各种高分子聚合,物材料制成的各种形式的膜肺。,20,世纪,80,年代，我国的鼓泡式氧合器和聚丙烯中空,纤维管型膜肺均研制成功。,?,聚合物材料：,聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚,苯乙烯、聚四氟乙烯、醋酸纤维素、乙基,纤维素、硅橡胶等,?,膜肺的结构形式：,平板型、中空纤维管型、,液膜型（用氟碳化合物）和透析型,?发展：第一个膜肺出现于1955年，膜材料用的是聚氯乙烯。真,8.,心脏起搏器,?,定义：,一类在,心肌收缩,发生障碍时，,可以通过外部,电脉冲刺激心脏,使其正,常工作的电子器械。,?,分类：,体外式和体内埋植式两种,?,体外式：,使用方法简单，在紧急情况,下使用，对患者进行抢救非常方便。,还可根据患者的状况变换心搏数。但,是如果长期使用，在放置电极的部位,容易发生感染。,?,体内埋植式：,将起博器植入病人腹部,或腋窝皮下，对长期使用者非常方便，,但起搏器心搏数固定也会带来各种问,题。,?,近年来已经研制出可以变动心搏数的,诱导型起搏器。电极和接收器植于体,内，用发送器在体外控制，这样便可,图,5-11,常见的心脏起搏器示,意图,8.心脏起搏器?定义：一类在心肌收缩发生障碍时，可以通过外部,二、,医,用粘合,剂,作用：,?,在,外科手术,中，医用胶粘剂用于某些器官,和组织的局部粘合和修补；,?,手术后缝合处,微血管渗血的制止,?,骨科手术,中骨骼、关节的结合与定位；,?,齿科手术,中用于牙齿的修补等。,?,在,计划生育领域,中,医用胶粘剂更有其它,方法无可比拟的优越性：用胶粘剂粘堵输,精管或输卵管，既简便、无痛苦，无副作,用，必要时还可以很方便地重新疏通。,二、医用粘合剂作用：?在外科手术中，医用胶粘剂用于某些器官和,?,1,）理想的医用粘合剂应该具备以下条件：,?,（,1,）在有水的组织液的条件下也能进行胶接；,?,（,2,）常温常压下能与组织快速胶接；,?,(3,）在固化的同时，能与组织产生较大胶接强度；,?,(4,）不显示毒性，不致突变，不致畸，不致癌；,?,(5,）不妨碍生物体组织的自身愈合；,?,(6,）本身无菌且能抑菌；,?,(7,）固化后胶体具弹性或韧性；,?,(8,）呈单组分液态或糊状，不含非水溶剂,?,(9,）在组织内可逐渐降解吸收、排泄；,?,(10,）常温下易于储存，用前不需要调配,。,?1）理想的医用粘合剂应该具备以下条件：?（1）在有水的组织,2),医用粘合剂的分类,?,从医用胶粘剂的使用对象和性能要求,：齿科用胶粘剂和外,科用,(,或体内用,),胶粘剂,?,按照用途：,软组织用胶粘剂,牙科用胶粘剂,骨水泥和皮肤,用胶粘剂等,(1),软组织用胶粘剂,?,-,氰基丙烯酸酯粘合剂,?,由于,-,碳原子上,CN,、,COOR,等极性基团的诱导效应，,-,位的碳原子有很强的吸电性，在微量阴离子存在下就,能,产生瞬间聚合反应,，同时使聚合体形成多极性中心，为,与粘接对象产生界面粘接力,提供条件。,?,特点：在生物体组织上聚合速度最快，单组分、液态、无,溶剂、室温固化、固化速度快、粘接强度高等特点。,?,目,前,，,国,外,该,胶,粘,剂,品,种,有,A,d,h,e,r,e,、,C,y,a,n,o,b,o,n,d,、,Eastman910,、等。国内比较有名的有,504,止血胶,(,主胶为,-,氰基丙烯酸正丁酯,),、,508,医用胶粘剂,(,主胶为,-,氰基,丙烯酸正辛酯,),等,2)医用粘合剂的分类?从医用胶粘剂的使用对象和性能要求：齿科,?,血纤维蛋白粘合剂,?,主要成分：,浓缩的,血纤维蛋白原、凝血酶,、血液凝固第,VIII,因子、抑肽酶等。,?,特点：,利用二次止血原理的生理功能性粘合剂，粘合不受,血小板减少等血液凝固障碍的影响，不需加热加压，固化,比较迅速。粘合不受水分的影响，同组织的亲和性好，并,可适度吸收。主要用于软组织手术创伤部位的止血，神经、,胰血管的粘合等。,?,发展：,早在,1909,年就有人研究尝试从血液中提取凝血物质,用于止血。,1972,年奥地利开发成功粘合剂“,FS,”用于神经,修复，英国,Kumanote,大学医院为了提高胰管和空肠的吻合,效果，在手述中使用了该粘合剂。,?血纤维蛋白粘合剂?主要成分：浓缩的血纤维蛋白原、凝血酶、,(,2),硬组织用粘合剂,?,牙科粘合剂,?,牙科治疗和修复应用的粘接材料：,粘固剂、合成粘,合剂和复合树脂。,?,作用：,固定修复，或正畸矫治器及附件等的粘固，,窝洞的基衬和暂时充填。,(2) 硬组织用粘合剂?牙科粘合剂?牙科治疗和修复应用的粘,?,发展：,?,传统的粘固剂属于,无机类材料,，俗称水门汀，例如,磷酸锌,等。,?,近代发展了含,有机化物,的改性材料，如,丁香油、聚羧酸,、,玻璃离子体,等。,?,20,世纪,30,年代德国曾推出以,甲基丙烯酸甲酯（,MMA,）,为主,体的粘接材料，用作正畸治疗和松动牙固定。,?,50,年代美国开发,-,氰基丙烯酸酯类快速粘合剂,，用于牙,龈切除、拔牙等手术伤口的止血和粘接，以代替缝合，作,牙周敷料治疗口腔溃疡以及正畸领间牵引松动牙固定等方,面。,?,70,年代以后，开发了能与,牙齿形成某种化学性联结,的粘合,剂，其中,4-META,和,phenyl-p,，已被广泛用作配制粘合剂。,?发展：?传统的粘固剂属于无机类材料，俗称水门汀，例如磷酸锌,?,骨组织用粘合剂,?,通常人工骨和人工关节与骨组织的接合，采用聚,甲基丙烯酸甲酯（,PMMA,）骨水泥，,由于其单体易,引起细胞毒性反应，骨水泥与骨组织界面,有纤维,组织生长,，形成厚的结合组织膜，同时伴有血压,下降、聚合物的热效应对骨水泥四周产生损伤，,以及结合力不充分等问题。,?,近年来,磷酸钙,系骨水泥越来越引起重视。作用是,使埋入骨内的材料表面活化，使在材料表面上形,成的骨组织与骨直接结合。,羟基磷灰石或定向玻璃陶瓷,等，反应层薄、界面,结合力或机械强度好，有利于临床应用。,?骨组织用粘合剂?通常人工骨和人工关节与骨组织的接合，采用,三、,药,用高分子材料,?,1,概述,?,定义：,一类人工合成的用于一定治疗目的的功能,高分子。,?,根据药用高分子材料的结构特点及用途分为：,?,有药理活性的高分子药物、药物载体用高分子材,料、高分子薄膜包衣及控释膜材料、常规医药包,装用高分子材料等。其中前三种材料均参与构成,药剂，即形成高分子药物制剂，由此在充分合理,地发挥药效的同时，尽可能避免或减低副作用。,三、药用高分子材料?1 概述?定义：一类人工合成的用于一定治,