材料+生物材料与人工器官作业

第 2 章

1、有大量的文献涉及控制血液与材料的相互作用。通过查阅文献，详细了解人体血栓形成的机理, 描述由材料引发的血栓形成的途径, 这些途径之间有联系吗？有怎样的联系？

答：1）正常的血管内膜光滑,血小板不易粘附、聚集。

2）内皮细胞能产生抗凝血的物质（如抗凝血酶Ⅲ）和抗血小板聚集的物质（如前列腺环素）。3）正常血流速度和流向对防止血栓形成起重要作用。正常的血流速度较快,有形成份(细胞)在血管中心流动(轴流),血浆在边缘流动(边流),使血小板不易与血管壁的内皮细胞发生粘附和聚集。

4）正常时，血液中的凝血因子虽不断被激活，但又不断被血液稀释或冲走；尽管血管上时有微量的纤维蛋白沉着，但又不断地被纤维蛋白溶解酶所溶解。

生物材料表面与血液接触后，将通过凝血因子活化途径及血小板活化途径产生凝血，形成血栓。

㈠凝血因子活化途径：生物材料表面与血液接触，活化凝血因子Ⅻ,继而活化凝血因子Ⅺ、Ⅸ、Ⅹ、XIII ，产生凝血酶原激活物，激活凝血酶，水解纤维蛋白原，造成纤维蛋白沉积，形成血栓；或者通过组织因子作用，按照外源性途径同样形成血栓。

㈡血小板活化途径：生物材料与血液接触后，首先发生蛋白吸附，进而导致血小板粘附，变形，释放和聚集，最终形成血小板血栓；此外，蛋白吸附还可诱导红细胞粘附，溶血和释放，最终也将产生相同结果。

2、人工心脏的组成？泵的分类及特点？

A.人工心脏的组成

1）血泵。形状容积、血流动力、溶凝、力学、老化、噪声、协调。按搏动方式分为脉动式和非脉动式；按形状分为容积式和叶片式。

2）监测与控制系统。主要内容包括血泵的功能(驱动压力、搏出量、回流量等)；驱动装置的运行指标；生理指标（心率、输出量、压力、血C02等）

3）驱动装置。为血泵的搏动提供动能，有叶动式、气动式、电动式、磁力驱动式。4）能源供给。有交流电源、电池、核能源和生物能源之分。

B.泵的分类及特点

1)容积式：A.优点：脉动式，与人的正常生理结构相适应，有利于脏器的血液微循环灌注。

B.缺点：体积大，结构复杂，不易植入体内；必须有管路连接体内外，故易感染；关键部件

瓣和膜易损坏，且是血栓易形成的部位；能耗大。

2）叶片式：A.优点：不需要单向阀门，结构比较简单，体积小，流量大，效率高，易植入体内；与血液接触面积小，抗血栓性能好；因可植入，感染问题可得到较好解决；耐久性好；功耗低；易于操作；价格较低。B.缺点：非仿生；叶片高速旋转，对血液成份可能造成破坏；长期密封困难。

3、心脏起搏器、主动脉内气囊反搏、动力性心肌成形术、骨骼肌心脏辅助，它们辅助心脏工作的原理？

答：心脏起搏器是通过发放电脉冲模拟心脏的冲动发生和传导等电生理功能，治疗由于某些心律失常所致的心脏机能障碍的一种电子装置。1）构造：它由脉冲发生器和电极-导线构成。·脉冲发生器：由能源、释放与调节电脉冲的电路和外壳组成，要求小、轻、薄、功能多、寿限长、安全可靠。·电极按其接触心肌的部位分为：心外膜-心肌电极、心内膜电极；起搏方式分为单极起搏和双极起搏。导线包括金属丝导体和绝缘包鞘。

利用一根带有气囊的导管插入主动脉内，配合病人的心脏的收缩与舒张进行抽吸与加压，帮助心脏工作。分为以下两个阶段： 1）收缩抽吸：在心室收缩之前的瞬间，控制装置抽气，致使气囊收缩，主动脉压力下降，留出主动脉空间，心脏射血进入主动脉，可缓解心脏负荷。2）舒张加压：在心室舒张之前的瞬间，气囊突然充气，排开一定的血液，使主动脉的压力增大，心脏出口处压力增高，冠状动脉和其它几个动脉分支灌注压增大，血液被压入这些动脉，使心肌缺血得到缓解，其它血管的血液供应也得到改善，心搏出量上升，并对脑及上肢的供血也得到改善。这一充气扩张过程又叫做“反搏”。

应用带神经血管蒂的背阔肌包裹心室，同时植入心脏肌肉刺激系统，在该系统的脉冲刺激下，移植的背阔肌转化为耐疲劳肌肉，并与心室同步收缩，增强心脏的收缩功能，限制心室的继续扩张，从而达到长期辅助心脏，治疗慢性心力衰竭的目的。

4、查阅文献,了解人工心脏及心脏辅助装置的研究。这是一个活跃的研究领域吗? 你发现研究的重点是什么?

答：1．存在的问题A．抗血栓性能的提高；B．机械性能的改进，实现生理性调控；C．植入后感染；D．能源；E．长期性、永久性植入。 2．发展方向A．小型化，微型化，同时具有高供血效能；B．无线自动控制，体内外无连线，根据身体需要自动调控生理参数；C．不凝血，不老化，不腐蚀，经久耐用；D．安全可靠的控制系统和能源供应

第 3 章

1、说明笼球瓣、笼碟瓣、斜碟瓣、双叶瓣的特点。

答：1）笼球瓣和笼碟瓣的特点： A.周围血流型，即血流必须绕过阻塞体，从其周边通过，血流阻力和跨瓣压差大，易产生涡流，血流动力学差，易造成血栓，溶血多。 B.阀体与瓣架碰撞，易磨损。笼球瓣大，易产生期前收缩，出现心律失常。 C.笼碟瓣碟片不灵活，可能卡在笼架的对角位造成患者因急性闭锁不全而突然死亡，且有瓣柱折断、碟片磨损、甚至脱落的危险。2)斜碟瓣的特点·优点A.铰链代替笼架，重量较轻，体积较小,轻巧。B.半中心血流型,血流经过阻力较小,血流动力学性能较好，耐久性好。·缺点：a.铰链可能折断 b.血栓问题仍没有很好解决3)双叶瓣的特点·优点：属中心血流型，血流动力学好，其血流动力学状况优于以往所有的机械瓣。瓣叶运动灵活，有效瓣口面积较大，跨瓣压差小，血栓栓塞率低。广泛采用。·缺点：两个瓣叶运动不同步；关闭性能不够理想；铰链处机械加工困难；抗凝问题仍没有彻底解决。

2、目前机械瓣使用的材料主要有哪些？

答：瓣架、阻塞体（瓣叶）材料：硅橡胶(Silicone)、聚四氟乙烯(Teflon)、缩醛树脂(Derline)、钴合金如CoCrMo合金〔 stellite合金〕、钛合金、不锈钢、石墨、低温各向同性热解碳涂层、类金刚石涂层、聚氨酯。

缝合环材料：聚对苯二甲酸乙二醇酯 (涤纶) ，针织物形式；聚四氟乙烯，针织物形式；超低温各向同性碳，涂层形式。

3、戊二醛处理生物瓣的作用？

答：A．使胶原分子交联，使处理后的生物组织更结实、更稳定，增加材料的强度和耐久性；

B．封闭抗原基，使抗原性大大降低；

C．消毒。

4、什么是生物瓣的钙化？钙化是一个复杂的物理、化学和生物化学过程，有大量的研究报告。查阅文献，了解钙化的因素有哪些？

答：（1）生物瓣的钙化：主要是钙、磷以结晶形式沉积在生物瓣组织中，导致生物瓣材料