《生物医学工程导论-人工器官》课件.ppt

1、1生物医学工程导论生物医学工程导论2l定义定义：人工器官是生物医学工程专业中人工器官是生物医学工程专业中一门新的学科。它主要研究模拟人体器一门新的学科。它主要研究模拟人体器官的结构和功能，用人工材料和电子技官的结构和功能，用人工材料和电子技术制成部分或全部替代人体自然器官功术制成部分或全部替代人体自然器官功能的机械装置和电子装置。当人体器官能的机械装置和电子装置。当人体器官病损而用常规方法不能医治时，有可能病损而用常规方法不能医治时，有可能给病人使用一个人工制造的器官来取代给病人使用一个人工制造的器官来取代或部分取代病损的自然器官，补偿或修或部分取代病损的自然器官，补偿或修复或辅助其功能。复或

2、辅助其功能。3l发展：发展：20世纪世纪80年代以来，人工器官的年代以来，人工器官的研究和应用迅速发展，可以说，人体除研究和应用迅速发展，可以说，人体除大脑尚无人工大脑替代外，几乎人体各大脑尚无人工大脑替代外，几乎人体各个器官都在进行人工模拟研制中，其中个器官都在进行人工模拟研制中，其中有不少人工器官已成功地用于临床。有不少人工器官已成功地用于临床。45l 人工器官人工器官按按功能功能分为分为1111类类：（1）支持）支持运动运动功能的人工器官，如人工关节、功能的人工器官，如人工关节、人工脊椎、人工骨、人工肌腱、肌电控制人工人工脊椎、人工骨、人工肌腱、肌电控制人工假肢等。假肢等。（2）血液循环

3、血液循环功能的人工器官，如人工心脏及功能的人工器官，如人工心脏及其辅助循环装置、人工心脏瓣膜、人工血管、其辅助循环装置、人工心脏瓣膜、人工血管、人工血液等。人工血液等。（3）呼吸呼吸功能的人工器官，如人工肺（人工心功能的人工器官，如人工肺（人工心肺机）、人工气管、人工喉等。肺机）、人工气管、人工喉等。（4）血液净化血液净化功能的人工器官，如人工肾（血功能的人工器官，如人工肾（血液透析机）、人工肺等。液透析机）、人工肺等。（5）消化消化功能的人工器官，如人工食管、人工功能的人工器官，如人工食管、人工胆管、人工肠等。胆管、人工肠等。6（6）排尿排尿功能的人工器官，如人工膀胱、人工功能的人工器官，如

4、人工膀胱、人工输尿管、人工尿道等。输尿管、人工尿道等。（7）内分泌内分泌功能的人工器官，如人工胰、人工功能的人工器官，如人工胰、人工胰岛细胞。胰岛细胞。（8）生殖生殖功能的人工器官，如人工子宫、人工功能的人工器官，如人工子宫、人工输卵管、人工睾丸等。输卵管、人工睾丸等。（9）神经传导神经传导功能的人工器官，如心脏起搏器、功能的人工器官，如心脏起搏器、膈起搏器等。膈起搏器等。（10）感觉感觉功能的人工器官，如人工视觉、人功能的人工器官，如人工视觉、人工听觉（人工耳蜗）、人工晶体、人工角膜、工听觉（人工耳蜗）、人工晶体、人工角膜、人工听骨、人工鼻等。人工听骨、人工鼻等。（11）其他其他类，人工硬脊

5、膜、人工皮肤等。类，人工硬脊膜、人工皮肤等。7l人工器官人工器官按按原理原理分类分类机械式装置（如人工心脏瓣膜、人工气管、机械式装置（如人工心脏瓣膜、人工气管、人工晶体等）人工晶体等）电子式装置（如人工耳蜗、人工胰、人工肾、电子式装置（如人工耳蜗、人工胰、人工肾、心脏起搏器等）心脏起搏器等）l人工器官人工器官按按使用方式使用方式分类分类植入式，如人工关节、人工心脏瓣膜、心脏植入式，如人工关节、人工心脏瓣膜、心脏起搏器。起搏器。体外式，如人工肾、人工肺、人工胰。这些体外式，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体外式人工器官实际上都是由电子控制的精密机械装置。密机械

6、装置。8l特点：特点：人工器官是多种学科研究的结晶，人工器官是多种学科研究的结晶，该学科是生物材料、生物力学、组织工该学科是生物材料、生物力学、组织工程学、电子学（包括计算机）特别是微程学、电子学（包括计算机）特别是微电子学以及临床医学相结合的多学科的电子学以及临床医学相结合的多学科的交叉学科。交叉学科。9l由于人工器官的种类非常多，下面只重由于人工器官的种类非常多，下面只重点介绍几种：点介绍几种：人工心脏瓣膜人工心脏瓣膜 人工肾人工肾人工肝人工肝人工心脏人工心脏人工耳蜗人工耳蜗10l定义：人工心脏瓣膜是可植入心脏内代定义：人工心脏瓣膜是可植入心脏内代替心脏瓣膜（主动脉瓣、肺动脉瓣、三替心脏瓣

7、膜（主动脉瓣、肺动脉瓣、三尖瓣、二尖瓣），能使血液单向流动，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。当具有天然心脏瓣膜功能的人工器官。当心脏瓣膜病变严重而不能用瓣膜分离手心脏瓣膜病变严重而不能用瓣膜分离手术或修补手术恢复或改善瓣膜功能时，术或修补手术恢复或改善瓣膜功能时，则须采用人工心脏瓣膜置换术。换瓣病则须采用人工心脏瓣膜置换术。换瓣病例主要有风湿性心脏病、先天性心脏病、例主要有风湿性心脏病、先天性心脏病、马凡氏综合症等。马凡氏综合症等。111213l人工瓣膜的类型人工瓣膜的类型机械瓣机械瓣 球型瓣球型瓣 Ball Valves 碟型瓣碟型瓣 Disk Valves

8、 单叶碟瓣单叶碟瓣 Single Leaflet Disk Valves 双叶碟瓣双叶碟瓣 Bileaflet Disk Valves组织瓣组织瓣（生物瓣）（生物瓣）人体组织瓣人体组织瓣 Human Tissue Valves(Homografts,Autografts,Ross Procedure)动物组织瓣动物组织瓣 Animal Tissue Valves(Xenografts,Heterografts)14l球型瓣是植入人体的第一种人工心脏瓣膜，球型瓣是植入人体的第一种人工心脏瓣膜，许多年来有许多种不同的设计，但到目前许多年来有许多种不同的设计，但到目前为止，在美国临床上仍在使用的球型

9、瓣只为止，在美国临床上仍在使用的球型瓣只剩下剩下Starr-Edwards瓣。瓣。l球型瓣包括一个支架和球体，是临床使用球型瓣包括一个支架和球体，是临床使用最早的心脏瓣膜。他们是一组最可靠及持最早的心脏瓣膜。他们是一组最可靠及持久的瓣膜设计。久的瓣膜设计。Starr-Edwards瓣瓣Magovern-Cromie Sutureless Valve 不缝合瓣不缝合瓣Smeloff-Sutter瓣瓣15l 型号型号:Starr-Edwards model 1000 l 类型类型:主动脉笼球瓣主动脉笼球瓣 Aortic caged ball l 生产厂商生产厂商:Baxter Healthcare

10、,Edwards CVS Division,Santa Ana,CA l 材料材料:Silastic ball,Cage-Stellite alloy No.21,closed cage;sewing ring-Teflon l 不透不透X线部分线部分:Three radiopaque metal struts join at top,ball radiolucent,cage radiopaque.Three metal feet project into center of orifice from ring.l 使用时间使用时间:1961-1966 l 在美国已经很少使用。在美国已经很少

11、使用。16Starr-Edwards Model Starr-Edwards Model 17l采用不缝合的技术植入人体内。在瓣膜采用不缝合的技术植入人体内。在瓣膜缘的四周有小的钩子，手术者将其安置缘的四周有小的钩子，手术者将其安置在合适位置后，用小钩子固定。在合适位置后，用小钩子固定。1819l型号型号:Magovern-Cromie valve l类型类型:Aortic caged ball l生产厂商生产厂商:Coratomic,originally Surgitool,later Medical Engineering Corp.l材料材料:Ball-Silicone rubber w

12、ith barium;cage-titanium;sewing ring-none.Cage open at top.l不透不透X线部分线部分:Cage radiopaque,open at top,ball radiopaque,hooks protrude from base ring.l使用时间使用时间:1963-停止时间不详停止时间不详20l在设计笼球瓣时，有一个思路就是减小在设计笼球瓣时，有一个思路就是减小球的大小来减低瓣膜对流出道的阻塞。球的大小来减低瓣膜对流出道的阻塞。但如果球体太小，小于瓣膜的横径，那但如果球体太小，小于瓣膜的横径，那么球体有移位的可能。所以么球体有移位的可能。

13、所以Smeloff-Sutter和和Cutter-Smeloff瓣在两边都有笼瓣在两边都有笼球来限制球体的活动，但有保持小球体球来限制球体的活动，但有保持小球体改善血液动力学的优点。改善血液动力学的优点。21二尖瓣22三尖瓣23主动脉瓣24l 型号型号:Smeloff-Sutter valve l 类型类型:Aortic,mitral,tricuspid caged ball l 生产厂商生产厂商:Sutter Biomedical Inc.l 材料材料:Ball-Silicone rubber;cage-titanium;sewing ring-Teflon l 不透不透X线部分线部分:Ra

14、diolucent ball,3 struts from both top and bottom of valve,open cages on both sides,inflow cage smaller than outflow。l 使用时间使用时间:1966-停止时间不详停止时间不详(不连续的使用不连续的使用)。l 可能存在的问题可能存在的问题:球体移位，球体随脂质吸收后球体移位，球体随脂质吸收后体积增加，有可能造成流出道阻塞。体积增加，有可能造成流出道阻塞。25正在植入球形人造心脏瓣膜 26l碟型瓣分单页和双页碟瓣。碟型瓣分单页和双页碟瓣。l最早的设计是单页碟瓣，临床上取得了最早的设计是

15、单页碟瓣，临床上取得了巨大的成功。尽管双页碟瓣的出现要晚巨大的成功。尽管双页碟瓣的出现要晚些，却已占领目前美国人工机械心脏瓣些，却已占领目前美国人工机械心脏瓣膜市场膜市场90%的份额。的份额。27l 最具有历史意义的单页碟瓣是最早的最具有历史意义的单页碟瓣是最早的Bjork-Shiley瓣，已经停止在美国的销售。目前在美国使用的单瓣，已经停止在美国的销售。目前在美国使用的单页碟瓣多为页碟瓣多为Medtronic-Hall瓣及瓣及 Omniscience瓣。瓣。l 以下是历史上出现和使用的各种单页瓣膜，许多目以下是历史上出现和使用的各种单页瓣膜，许多目前已经停用。前已经停用。lBeall Val

16、ve lBjork-Shiley Valves lCooley-Cutter Aortic Valve lCross-Jones ValvelGott Daggett ValvelHarken ValvelKay-Shiley ValvelLillehei-Kaster Medtronic-Hall ValvelOmniscience ValvelStarr-Edwards Disc ValveslUltracor Heart ValvelWada Cutter Valve28l 是一个笼碟瓣是一个笼碟瓣l 材料材料:Disk-pyrolytic carbon;cage-pyrolytic c

17、arbon;sewing ring-Dacron.l 生产厂商生产厂商:Coratomicl 不透不透X线部分线部分:Two parallel bars attached to an indented opaque ring with four struts,disk is radiopaque.l 生产时间：生产时间：1974年年3月月-(目前已经停止使用目前已经停止使用)2930l型号型号:Harken P2 Prosthetic valvel类型类型:Mitral caged diskl生产厂商生产厂商:Medical engineering,originally Surgitek-Su

18、rgitooll材料材料:Disk Silicone;Cage:Titanium;sewing ring:Dacronl不透不透X线部分线部分:Radiopaque disk,lens shaped,four thin struts cross in middle,closed cage design.l使用时间使用时间:1967-停止时间不详，非连续使用停止时间不详，非连续使用31Harken Valve:流出道观，关闭状态32Harken Valve:侧面观侧面观33Harken Valve:斜面斜面 流入道观，开放状态流入道观，开放状态34l Models:Kay-Shiley MGCD

19、 Series l Type:Mitral caged disk valve with muscle guards l Materials:Disk-Delrin;Cage-Haynes 25;Sewing ring-Teflon.Struts are uncovered,guards covered.l X Ray:Two thin sets of parallel struts for cage,disk is faintly visible,two parallel bars surround 2/3 sewing ring to form muscle guards l Dates:1

20、968-1980(Discontinued)3536l 最早、最主要、最成功的是最早、最主要、最成功的是St.Jude瓣，它的成功瓣，它的成功导致了许多模仿的设计，但其仍为美国植入最多的导致了许多模仿的设计，但其仍为美国植入最多的机械瓣膜。其他一些双页瓣，包括机械瓣膜。其他一些双页瓣，包括Carbomedics瓣瓣和和Edwards-Duromedics瓣目前在美国已很少使用。瓣目前在美国已很少使用。l 模仿的设计，多是对其悬挂系统的小的改进，其中模仿的设计，多是对其悬挂系统的小的改进，其中最有竞争力的是最有竞争力的是Medtronic parallel瓣。瓣。ATS Bileaflet Va

21、lve Carbomedics Valve Edwards Duromedics Valve Medtronic Parallel Valve On-X Valve St.Jude Valve37l Models:standard,HP series(supra-annular cuff),Masters Series(rotatable ring,supra-annular cuff)l Design:Mitral,aortic,tricuspid l Manufacturer:St.Jude Medical,Inc.l Materials:Cage-pyrolitic carbon;dis

22、k-pyrolytic carbon;sewing ring-double velour knitted polyester.Standard and HP ring attached with sutures(non-rotatable),Masters Series attached with helical spring and two retainer rings and is rotatable.l Sizes:Aortic:19-25 mm,Mitral:25-33 mm St.Jude valve38l Durability:A few cases of disc fractur

23、e reported,most were probably due to surgical trauma during implantation.Estimated MTBF 1,572*.l X Ray Appearance:The standard and HP St.Jude valves are only visible on Chest X-ray if leaflets caught edge on.Otherwise they are not visible and are known on our x-ray rounds as the Stealth Valve.The ne

24、w Masters Series valves have a metal spring and 2 metal retainer rings and are visible on x-ray as a circular metallic ring.For all models,the leaflets open to 85 degrees from horizontal.The angle between open leaflets should therefore be 10-11 degrees.When closed,the angle between leaflets should b

25、e 120 degrees l MRI Compatibility:MRI imaging safe.Masters Series safe but probably cannot be visualized well on MRI due to metal in sewing ring l Dates:1977 to Present.3940St.Jude Mitral Valve 41St.Jude Valve Inflow 42 组织瓣由采用的材料分类，材料的来源组织瓣由采用的材料分类，材料的来源为动物或人体组织。使用的组织类型可为动物或人体组织。使用的组织类型可以是瓣膜组织，也可以不是

26、瓣膜组织。以是瓣膜组织，也可以不是瓣膜组织。43l无排斥反应，不用免疫抑制治疗无排斥反应，不用免疫抑制治疗l人体组织瓣的应用有两种：人体组织瓣的应用有两种：同种异体移植同种异体移植,Homografts：将一个瓣膜从：将一个瓣膜从一个人移植到另一个人。一个人移植到另一个人。自身移植自身移植,Autograft：从本人的一个部位移：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，称为肺动脉瓣移植到主动脉瓣，称为Ross手术。手术。4445lPorcine Valves Hancock Porcine Valve Carpent

27、ier-Edwards Porcine ValveTissuemed Stented Porcine ValvelPericardial（心包）心包）Valves Carpentier-Edwards Pericardial ValveIonescu-Shiley Pericardial ValveHancock Pericardial ValvelStentless Valves St.Jude Toronto SPV(Stentless Porcine Valve)Medtronic Freestyle Stentless Aortic ValveTissuemed Stentless P

28、ulmonary Valve46l Type:Stented aortic porcine valvel Manufacturer:Medtronic Inc.l Materials:Porcine aortic valve leaflets,glutaraldehyde processed,on a polypropylene flexible stent reinforced with a metal ring(Haynes alloy no.25)at base;sewing ring-Polyester with silicone rubber insertl Available in

29、 US:Yes l Sizes:Aortic 23 mm-31 mm l Durability:10 years-90%,15 years-50%l X Ray Appearance:Single round metal O ring.l Dates:1969 to presentStandard Hancock Model 2424748l Type:model 6625 Mitral and model 2625 aortic porcine tissue valvesl Manufacturer:Baxter-Edwards Inc.US l Materials:Porcine valv

30、e tissue fixed in glutaraldehyde,stents made of wire,Elgiloy,which is a cobalt-nickel alloy;sewing ring-knitted Teflon l X Ray Appearance:A continuous thin wire bent into 3 U shaped loops l Available in US:Yes l Sizes:Mitral-25 mm-35 mm l Durability:10 and 15 year durability probably similar to Hanc

31、ock valve.l Dates:1975 to present Carpentier-Edwards porcine valve4950l Manufacturer:Baxter Healthcare Corporation,Edwards CVS Division.US Manufacturing plant in Irvine,CA.l Available in US:Yes l Sizes:Aortic:19-27 mm,Mitral:Not available yet.Some surgeons have implanted large aortic valves in the m

32、itral position but this is discouraged by the manufacturer.l Durability:At 12 years,Freedom from reoperation=89%;Freedom from explant due to valve dysfunction=91%l X Ray Appearance:A continuous thin wire bent into 3 U shaped loops5152l 定义：定义：又称人工透析机，是用人工方法模仿人体肾小又称人工透析机，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

33、除人球的过滤作用，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。净化的一种高技术医疗仪器。人工肾是一种透人工肾是一种透析治疗设备。透析疗法包括血液透析、血液滤析治疗设备。透析疗法包括血液透析、血液滤过、血液灌流和腹膜透析，是分别应用血液透过、血液灌流和腹膜透析，是分别应用血液透析机、血滤机、血液灌流器和腹膜透析管对病析机、血滤机、血液灌流器和腹膜透析管对病人进行治疗的技术。人进行治疗的技术。53l发展：发展：1913年英国的阿黛尔

34、用硝棉胶膜作为透析膜，年英国的阿黛尔用硝棉胶膜作为透析膜，生理盐水作为透析液为肾病患者进行透析。生理盐水作为透析液为肾病患者进行透析。这就是人工肾的前驱研究。这就是人工肾的前驱研究。1935年黑斯首次将透析技术用于临床。年黑斯首次将透析技术用于临床。1943年荷兰医生科尔夫制成了第一个人工肾，年荷兰医生科尔夫制成了第一个人工肾，首次以机器代替人体的重要器官。首次以机器代替人体的重要器官。1960年，美国外科医生斯克里布纳发明了一年，美国外科医生斯克里布纳发明了一种塑料连接器，可永久装进病人前臂，连接种塑料连接器，可永久装进病人前臂，连接动脉和静脉，与人工肾极容易连接，不会损动脉和静脉，与人工肾

35、极容易连接，不会损伤血管，这样就能够为病人长期进行血液透伤血管，这样就能够为病人长期进行血液透析治疗。析治疗。541946年在伦敦，哈默年在伦敦，哈默.史密斯医院使用的由科尔史密斯医院使用的由科尔夫发明的早期人工肾夫发明的早期人工肾 55德国贝朗全电脑控制血液透析仪德国贝朗全电脑控制血液透析仪56l原理：原理：需从病人动脉将血液引流出来，在人工肾经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。它的核心过透析后再从静脉输入病人体内。它的核心部分是一种用高分子材料（称为膜材料）制部分是一种用高分子材料（称为膜材料）制成的透析器。这种膜材料具有半通透特性，成的透析器。这种膜材料

36、具有半通透特性，可代替肾小球以实现其毛细血管壁的滤过功可代替肾小球以实现其毛细血管壁的滤过功能，达到血液净化的目的。现用的膜材料有能，达到血液净化的目的。现用的膜材料有用化学方法从棉花中提取的再生纤维素和改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、聚甲基丙睛、聚酰胺、乙烯乙烯醇共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯等。当今世界上有烯酸甲酯等。当今世界上有300多种产品的多种产品的人工肾，所用透析膜材料有人工肾，所用透析膜材料有30多种。多种。57人工肾是应用的膜分离技术原理。根据人工肾是应用的膜分离技术原理

37、。根据GibbsDonnan膜平衡原理，用半透膜将引出膜平衡原理，用半透膜将引出 人体人体外的血液与专门配制的透析液隔开。由于血外的血液与专门配制的透析液隔开。由于血液和透析液所含溶质浓度的不同，及其所形液和透析液所含溶质浓度的不同，及其所形成的渗透浓度差，使包含代谢产物的溶质成的渗透浓度差，使包含代谢产物的溶质（如尿素、肌肝、尿酸，以及废物硫酸盐、（如尿素、肌肝、尿酸，以及废物硫酸盐、酚和过剩离子酚和过剩离子Na+、K+、Cl），），在浓度梯度在浓度梯度的驱动下，从浓度高的血液一侧，通过半透的驱动下，从浓度高的血液一侧，通过半透膜向浓度低的透析液一侧移动（称为弥散作膜向浓度低的透析液一侧移动

38、（称为弥散作用）；而水分则从渗透浓度低的一侧向浓度用）；而水分则从渗透浓度低的一侧向浓度高的一侧转移（称为渗透作用），最终实现高的一侧转移（称为渗透作用），最终实现动态平衡，达到清除人体代谢废物和纠正水、动态平衡，达到清除人体代谢废物和纠正水、电解质和酸碱平衡的治疗目的。电解质和酸碱平衡的治疗目的。58l组成：组成：透析型人工肾由三部分组成：血液净化系统透析型人工肾由三部分组成：血液净化系统（透析器）、透析液供给系统和自动控制系统。（透析器）、透析液供给系统和自动控制系统。常用的透析器是空心纤维型结构，由内径常用的透析器是空心纤维型结构，由内径200m，壁厚壁厚30m左右的透析膜材料制成的左右

39、的透析膜材料制成的1万万1.5万根空心纤维，组装在直径万根空心纤维，组装在直径510cm、长约长约2025cm的圆柱状玻璃容器内。血液在空的圆柱状玻璃容器内。血液在空心纤维管内流动，透析液则环绕空心纤维管外心纤维管内流动，透析液则环绕空心纤维管外四周流动，分别用泵驱动使血液和透析液循环。四周流动，分别用泵驱动使血液和透析液循环。当代人工肾由微机控制，可自动检测和控制渗当代人工肾由微机控制，可自动检测和控制渗透压（静脉回路压力和透析液压力之差）、透透压（静脉回路压力和透析液压力之差）、透析液的温度及浓度，并能进行静脉口路气泡检析液的温度及浓度，并能进行静脉口路气泡检测及报警，漏血检测及报警，以及

40、透析液低电测及报警，漏血检测及报警，以及透析液低电导检测及报警。导检测及报警。59人工肾透析回路组成示意图人工肾透析回路组成示意图 60l 血液透析准备：病人需要接受一系列检查；做血液透析准备：病人需要接受一系列检查；做血管入口。两种：永久性血管入口（包括瘘管血管入口。两种：永久性血管入口（包括瘘管和移植片）和暂时性血管入口（如中央管）。和移植片）和暂时性血管入口（如中央管）。把动脉和静脉连接在一起就形成瘘管。这将扩把动脉和静脉连接在一起就形成瘘管。这将扩张静脉，从而增加血流量。张静脉，从而增加血流量。l 血液透析过程：血液透析过程：1.将两根针插入永久性血管入口。一根针将血液输将两根针插入永

41、久性血管入口。一根针将血液输出体外，另一根针则将清洁过的血液输回体内。约出体外，另一根针则将清洁过的血液输回体内。约一杯量的血液留在体外。一杯量的血液留在体外。2.血液从体内被抽出。血液从体内被抽出。3.向血管或人工肾脏注入防凝剂，防止凝结。向血管或人工肾脏注入防凝剂，防止凝结。4.血液流经人工肾脏，废物和多余水分被清除。血液流经人工肾脏，废物和多余水分被清除。5.清洁后的血液通过气压指示器（安全装置）。清洁后的血液通过气压指示器（安全装置）。6.血液通过静脉针流回人体内。血液通过静脉针流回人体内。61l腹膜透析腹膜透析經腹膜透析導管注入透析液，留置腹腔經腹膜透析導管注入透析液，留置腹腔4-6

42、小時以淨化血液，之後將透析液引流出來，小時以淨化血液，之後將透析液引流出來，再注入一袋新鮮透析液。再注入一袋新鮮透析液。每日執行每日執行4-5次換液次換液(每次換液所需時間約每次換液所需時間約20-30分分)，24小時持續進行透析小時持續進行透析住家或工作處或任何場所住家或工作處或任何場所病患自己或家屬病患自己或家屬依自己的作息彈性調整依自己的作息彈性調整緩慢，血液中生化值的變動平穩緩慢，血液中生化值的變動平穩6263l概念：又称人工肝支持系统概念：又称人工肝支持系统(Artificial Liver support system,ALSS)。就是借助人就是借助人工干预使肝脏功能得以暂时替代，

43、从而为工干预使肝脏功能得以暂时替代，从而为患者自身细胞再生及功能恢复创造较好的患者自身细胞再生及功能恢复创造较好的内环境及宝贵的时间。内环境及宝贵的时间。l人工肝与其它内科治疗的主要区别在于前人工肝与其它内科治疗的主要区别在于前者主要通过者主要通过“功能替代功能替代”治病，后者主要治病，后者主要通过通过“功能加强功能加强”治病。治病。l人工肝的研究始于人工肝的研究始于20世纪世纪50年代年代64l人工肝的应用：人工肝的应用：国内主要用于急慢性肝功能衰竭的支持治疗，国内主要用于急慢性肝功能衰竭的支持治疗，为自身肝细胞功能再生及功能恢复创造条件。为自身肝细胞功能再生及功能恢复创造条件。在国外主要作

44、为肝移植前的暂时维持手段及在国外主要作为肝移植前的暂时维持手段及移植后的肝脏最初无功能状态时的暂时替代。移植后的肝脏最初无功能状态时的暂时替代。主要适应症有：重症肝炎、肝衰竭、血小板主要适应症有：重症肝炎、肝衰竭、血小板减少性紫癜、多发性骨髓瘤、高血脂、全身减少性紫癜、多发性骨髓瘤、高血脂、全身性红斑狼疮、重症肌无力、药物中毒、重度性红斑狼疮、重症肌无力、药物中毒、重度血型不合妊娠等。血型不合妊娠等。65l根据其组成和性质主要可分三类：根据其组成和性质主要可分三类：（1）非生物型，又称物理型，主要通过物理）非生物型，又称物理型，主要通过物理或机械的方法进行治疗，如血浆置换、胆红或机械的方法进行

45、治疗，如血浆置换、胆红素吸附等。素吸附等。（2）生物型，将生物部分如同种及异种肝细）生物型，将生物部分如同种及异种肝细胞与合成材料相结合组成特定的装置，患者胞与合成材料相结合组成特定的装置，患者的血液或血浆通过该装置进行物质交换和解的血液或血浆通过该装置进行物质交换和解毒转化等。毒转化等。（3）混合型，由生物及非生物型组成的具有）混合型，由生物及非生物型组成的具有两者功能的人工肝支持系统。两者功能的人工肝支持系统。66l 非生物型人工肝：非生物型人工肝：目前较常用的方法有血浆置换（目前较常用的方法有血浆置换（Plasma exchange，PE）、）、血浆胆红素、氨及药物吸附血浆胆红素、氨及药

46、物吸附（PA）、）、全血灌流（全血灌流（HP）、）、血液滤过（血液滤过（HF）等。等。较少开展的方法有血液透析加吸附（较少开展的方法有血液透析加吸附（Biologic-DT）、）、双重滤过血浆置换（双重滤过血浆置换（DFPP）等。等。67血浆置换血浆置换 目前以血浆置换在国内外应用最多。采用血浆分目前以血浆置换在国内外应用最多。采用血浆分离器将患者血浆从全血中分离并弃去，同时代之离器将患者血浆从全血中分离并弃去，同时代之以新鲜冷冻血浆或人血白蛋白等溶液。此方法在以新鲜冷冻血浆或人血白蛋白等溶液。此方法在去除血液中胆红素、内毒素、细胞毒性因子等有去除血液中胆红素、内毒素、细胞毒性因子等有害物质的

47、同时，补充多种生物活性成分。成人一害物质的同时，补充多种生物活性成分。成人一次置换次置换3000-3500毫升血浆并适当补充部分白蛋毫升血浆并适当补充部分白蛋白及其它液体，可使患者血清中的内毒素、胆红白及其它液体，可使患者血清中的内毒素、胆红素、肿瘤坏死因子等有害物质迅速减少素、肿瘤坏死因子等有害物质迅速减少35%-60%左右，同时补充的凝血因子、补体、白蛋白、左右，同时补充的凝血因子、补体、白蛋白、纤维蛋白等所需成分迅速在体内发挥作用。伴随纤维蛋白等所需成分迅速在体内发挥作用。伴随血液中毒性物质的减少，临床症状也有较为明显血液中毒性物质的减少，临床症状也有较为明显的改善。的改善。68血浆胆红

48、素吸附血浆胆红素吸附 是另一常用和公认的非生物型肝支持技术。它是另一常用和公认的非生物型肝支持技术。它是将分离器分离的血浆再经一特殊的吸附柱吸是将分离器分离的血浆再经一特殊的吸附柱吸附去除部分胆红素等，尔后回到患者体内。类附去除部分胆红素等，尔后回到患者体内。类似的吸咐方法还有活性碳血氨及毒素吸附及直似的吸咐方法还有活性碳血氨及毒素吸附及直接血液灌流（吸咐）等，不同主要在于吸附柱接血液灌流（吸咐）等，不同主要在于吸附柱性质及对目标吸附物的选择。性质及对目标吸附物的选择。6970WLXGX-888型伟力血液净化人工肝支持系统71血浆置换最常见的不良反应主要有：血浆过血浆置换最常见的不良反应主要有

49、：血浆过敏、血压下降、出血及局部血肿、灌流及分敏、血压下降、出血及局部血肿、灌流及分离器堵塞及异体血浆潜在的感染。胆红素等离器堵塞及异体血浆潜在的感染。胆红素等毒物吸吸附主要的不良反应还有血小板及血毒物吸吸附主要的不良反应还有血小板及血浆白蛋白下降等。浆白蛋白下降等。由于肝功能衰竭时不仅肝脏解毒功能不全，由于肝功能衰竭时不仅肝脏解毒功能不全，其合成、分泌、转化功能也严重受损，而后其合成、分泌、转化功能也严重受损，而后者单纯以非生物型人工肝治疗则难以解决。者单纯以非生物型人工肝治疗则难以解决。而且由于在清除毒物的同时机体一些有用的而且由于在清除毒物的同时机体一些有用的成分如促肝细胞生长因子也被清

50、除，因而非成分如促肝细胞生长因子也被清除，因而非生物型人工肝的疗效是有限的。生物型人工肝的疗效是有限的。72l生物型人工肝生物型人工肝（Bioartifical Liver）主要由生物反应器、有活力的培养肝细胞及主要由生物反应器、有活力的培养肝细胞及循环辅助系统组成。其原理如下：将肝细胞循环辅助系统组成。其原理如下：将肝细胞置于生物反应器中，患者血液或血浆在循环置于生物反应器中，患者血液或血浆在循环辅助装置的作用下流经生物反应器时通过半辅助装置的作用下流经生物反应器时通过半透膜或直接与培养肝细胞之间进行物质交换。透膜或直接与培养肝细胞之间进行物质交换。具有解毒、分泌、合成及转化等多种类似自具有