人造器官(第八章)
人造器官
目录〔解释〕〈分类〉《科学观》〔解释：人造器官在生物材料医学上是指能植入人体或能与生物组织或生物流体相接触的材料;或者说是具有天然器官组织的功能或天然器官部件功能的材料。
〕〈人造器官主要有三种：机械性人造器官、半机械性半生物性人造器官、生物性人造器官。
机械性人造器官是完全用没有生物活性的高分子材料仿造一个器官，并借助电池作为器官的动力。
目前，日本科学家已利用纳米技术研制出人造皮肤和血管。
半机械性半生物性人造器官将电子技术与生物技术结合起来。
在德国，已经有8位肝功能衰竭的患者接受了人造肝脏的移植，这种人造肝脏将人体活组织、人造组织、芯片和微型马达奇妙地组合在一起。
预计在今后十年内，这种仿生器官将得到广泛应用。
生物性人造器官则是利用动物身上的细胞或组织，“制造”出一些具有生物活性的器官或组织。
生物性人造器官又分为异体人造器官和自体人造器官。
比如，在猪、老鼠、狗等身上培育人体器官的试验已经获得成功；而自体人造器官是利用患者自身的细胞或组织来培育人体器官。
前两种人造器官和异体人造器官，移植后会让患者产生排斥反应，因此科学家最终的目标是患者都能用上自体人造器官。
诺贝尔奖获得者吉尔伯特认为：“用不了50年，人类将能用生物工程的方法培育出人体的所有器官。
〉《科学家乐观地预料，不久以后，医生只要根据患者自己的需要，从患者身上取下细胞，植入预先有电脑设计而成的结构支架上，随着细胞的分裂和生长，长成的器官或组织就可以植入患者的体内。
》种类人造器官主要有三种：机械性人造器官、半机械性半生物性人造器官、生物性人造器官。
机械性人造器官机械性人造器官是完全用没有生物活性的高分子材料仿造一个器官，并借助电池作为器官的动力。
目前，日本科学家已利用纳米技术研制出人造皮肤和血管。
半机械性半生物性人造器官半机械性办生物性人造器官是将电子技术与生物技术结合起来。
在德国，已经有8位肝功能衰竭的患者接受了人造肝脏的移植，这种人造肝脏将人体活组织、人造组织、芯片和微型马达奇妙地组合在一起。
人造器官的研究和发展
人造器官的研究和发展近年来，人造器官的研究和发展已经成为一个备受关注的领域。
人造器官不仅有助于改善人们的健康水平，同时还可以解决目前供不应求的器官移植难题。
针对此类成果，本文主要介绍人造器官的研究现状、发展趋势以及未来展望。
一、人造器官研究的现状人造器官是科学家针对人体器官功能失调、损伤、缺失等多种状态而研发出的一种人工器官。
近年来，人造器官的发展迅速，涉及到多个领域的交叉。
在医疗领域，人造器官已经取得了很大的突破。
早在20世纪50年代，瑞典科学家Andersson Lillehei就已经成功实现了心脏搭桥的手术，也就是使用静脉作为搭桥材料，从而开创了器官替代研究的先河。
此外，还有多种人造器官得到了成功的临床应用，如心脏起搏器、聋人耳蜗等。
二、人造器官的发展趋势人造器官的发展前景广阔，其中包括以下几个重要的方向：1. 依靠新型材料，如仿生材料，人造器官的使用寿命将大幅度延长。
2. 传感器技术创新，可以使得人造器官不但能够表现出类似真实器官的生理功能，同时能够传递反馈信息，实现革命性的医疗监管。
3. 3D技术在人造器官中的应用，可以在不断优化，不断革新的机器技术提供灵活性和创新性，也可以更好地实现医疗定制等。
4. 人造器官与神经系统连接的研究，可以帮助恢复神经功能，使得机器实现自豪的功能或是用于深度脑刺激，从而为人体重建神经网络和医疗监管提供有力的支持。
三、未来展望未来的人造器官发展将主要从以下几个方面发展：1. 个性化、定制化的替代器官。
与传统的固定制造方式不同，未来的人造器官将会逐渐借鉴3D技术的应用，既能够针对患者进行定制，同时也能够保持相对高效的应用态势。
另外，随着基因编辑技术发展和普及，未来人们也可通过基因编辑，在基因水平上达到完全个性化的目的。
2. 应用广泛。
除了在医疗领域中应用外，未来的人造器官还能被广泛应用于航天科技实践、军事装备研发等领域，甚至可用于提高普通人的适应能力。
未来的人造器官可以使用的场景是十分广泛的。
人造器官的研究进展
人造器官的研究进展近年来，随着生物医学领域的不断发展，人造器官的研究也取得了长足的进展。
人造器官，顾名思义，是指利用生物材料和先进技术制造出来的仿生器官，可以为失去自身器官功能的患者提供替代方案，也为生理学、生物医学等学科提供了新的研究方向。
本文将从人造心脏、人造肾脏和人造肝脏三方面论述人造器官研究的进展。
一、人造心脏心脏是人体最重要的器官之一，它具有不可替代的作用。
然而，由于种种原因，有些人的心脏失去了正常功能。
人造心脏就是为这些患者提供的替代方案。
近年来，人造心脏领域的研究取得了长足的进展。
在2019年，美国心脏病学家们制造出了第一个可植入人体的人造心脏，这个心脏由硅胶和氧化铝制成，具有与自然心脏相似的结构和功能。
它能够实现自主搏动，而且不需要外部电源。
另外，一家名为Carmat的法国公司也成功制造出了人造心脏，这个心脏采用了仿生学原理，内部有电动泵和传感器，能够根据患者的需要调节心脏的跳动速率。
在人体内测试阶段，患者的身体接受情况良好，疗效也非常好。
二、人造肾脏肾脏是人体循环系统的重要器官，主要负责代谢废物的排泄和身体内的水分平衡。
慢性肾脏病患者需要长期进行肾透析，但肾透析对于肾脏的损伤较大，而且周期需要非常短，容易导致疾病复发。
因此，人造肾脏的研究也备受关注。
在2019年，美国生物技术公司Nephros公司推出了一种基于纳米材料的人造肾脏。
这种人造肾脏可以去除大部分的小分子废物和毒素，同时保留人体有益的元素，能够大大减轻肾透析对患者的伤害。
另外，国内一些大型医院也开始探索人造肾脏的研究和应用。
目前，国内的医学团队已经成功制造出人造肾脏的雏形，在实验室内取得了较好的研究效果。
三、人造肝脏肝脏是人体最大的器官之一，也是人体的主要代谢器官。
但是，由于病毒感染、药物过量等原因，有些人的肝脏功能出现问题。
而肝移植手术的成功率不高，贵且难以找到合适的供体。
因此，人造肝脏的研究也成为了当前生物医学领域的一个重点。
[人造器官有哪些]摘编自《人造器官：从科幻中走来》阅读答案(1)
![[人造器官有哪些]摘编自《人造器官：从科幻中走来》阅读答案(1)](https://img.taocdn.com/s3/m/09dd945e1fb91a37f111f18583d049649b660e83.png)
[人造器官有哪些]摘编自《人造器官：从科幻中走来》阅读答案(1)人造器官是一种能够替代自然器官的医学技术，旨在帮助那些因疾病或意外发生器官损伤、器官功能失调而需要替代器官的患者。
随着科技的发展，人造器官的种类也越来越多，下面就来介绍一下常见的几种人造器官。
1.人造心脏：人造心脏早在20世纪60年代就已研发出来，最初是为了替代原始的心脏辅助装置，之后逐渐发展成为可以完全替代自然心脏的人造心脏。
它的外形与自然心脏相似，能够通过电池或电线进行充电，从而实现对心脏排泄的支持。
2.人造肾脏：人造肾脏是一种通过血液透析进行体外排泄的机器，利用滤网和化学材料进行代谢废物的过滤。
这种器官能够稳定地过滤血液并排泄毒素，使患者能够维持正常的生命功能。
3.人造眼睛：人造眼睛是一种通过微型计算机、相机和声音传感器等多种科技设备组合而成的人工眼球，可以替代失明者的原有眼球。
它能够通过传感器采集图像，并将信号转发到大脑中，从而帮助失明者获得视觉体验。
4.人工耳蜗：人工耳蜗是一种通过外部声音传感器采集声音信号并将其转化为电信号，从而穿透耳膜达到耳蜗的设备。
它可以有效地改善失聪患者的听力，让他们恢复部分听力。
5.人造肝脏：人造肝脏是一个具有肝脏功能的机器，通过超滤、吸附和化学处理等多种方法来清除体内防辐射物质和代谢废物。
它能够帮助肝脏功能受损的患者维持正常的生命功能。
6.人工臂：人工臂是一种由机械、电子、计算机等技术组成的人造肢体，可以替代失去手臂的人使用。
它能够通过神经信号传输的方式实现对电机的控制，从而实现肢体的运动。
总的来说，随着科技的不断发展，人造器官技术也在不断更新，人造肝、人造胰腺和人工肺等器官也在不断研发中，给生命医学带来了新的希望。
人造器官
人造器官Artificial organ陈铭师信计国防1203班3120104307 864714190@摘要：随着人类疾病治疗的发展，有些器官受损已经不能通过医学处理使之恢复功能，因此不得不采用新器官替代，也就是新兴的器官移植手术。
但是器官只有活体才能移植，又是人不可或缺的一部分，那器官从何而来，仅靠死者捐献能满足社会市场吗？关键词:器官替代市场Abstract:with the development of human disease treatment, some organ damage has not been through medical treatment to restore function, therefore had to adopt the new organ replacement, also is the new organ transplant operation. But the organs only in vivo to transplantation, and is a part of the indispensable, the organ where it came from, only by the deceased donation to meet the social market? Keywords: organ replacement market引言：公元前2500年中国的墓葬中发现有假牙、假鼻、假耳。
1588年，人们用黄金板修复颚骨；1755年，用金属在体内固定骨折；1809年，有人用黄金修复缺损的牙齿；1851年，发明了天然橡胶的硫化方法后，采用硬胶木制作人工牙托和颚骨。
而在1882年Schroder首次提出在体外静脉血内通入氧气使血液氧合的设想以后，Bayliss、clark分别采用转碟和鼓泡的方式使血液得到氧合，从实践上证实该设想是切实可行的。
人工器官
人工器官什么是人工器官呢？人工器官是暂时或永久性地代替身体某些器官主要功能的人工装置。
使用较广泛的有：①人工肺（氧合器）模拟肺进行O2与CO2交换的装置，通过氧合器使体内含氧低的静脉血氧合为含氧高的动脉血；②人工心脏（血泵）。
代替心脏排血功能的装置，结构与泵相似，能驱动血流克服阻力沿单向流动。
人工心脏与人工肺合称人工心肺机，于1953年首次用于人体，主要适用于复杂的心脏手术；③人工肾（血液透析器）。
模拟肾脏排泄功能的体外装置，1945年开始用于临床。
人工肾由透析器及透析液组成，透析器的核心是一层半透膜，可允许低分子物质如电解质、葡萄糖、水及其他代谢废物（如尿素）等通过，血细胞、血浆蛋白、细菌、病毒等则不能通过，从而调节机体电解质、体液和酸碱平衡，维持内环境的相对恒定。
主要应用于急、慢性肾功能衰竭和急性药物、毒物中毒等。
人工器官目前只能模拟被替代器官1～2种维持生命所必需的最重要功能，尚不具备原生物器官的一切天赋功用和生命现象，但它拓宽了疾病治疗的途径，增加了病人获救的机会，已经并仍在继续使越来越多的患者受益。
中国研制的电子喉公重20克，发音清晰，音量可控，且男女声可辨。
人造假肢可上举约22公斤的重物。
使用人工肾业已成为肾功能衰竭末期病人的常规治疗手段，急性肾功能衰竭者采用人工肾治疗后死亡率已由75%降低到7%以下。
目前人工肾研制的发展方向是要求其透析性能高，体积小，能佩带甚至能体内植入。
埋藏式人工心脏正逐步走向临床试用阶段，1982年底，美国犹他大学医疗中心的德弗利斯博士为一位61岁的退休牙医克拉克安置了世界上第一个永久性人工心脏，使病人活了112天。
人们目前已经制成的人工器官有心脏、皮肤、骨骼、肾、肝、肺、喉、眼等等。
人工器官按功能分为11类:(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,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.人工器官按原理分类机械式装置(如人工心脏瓣膜,人工气管,人工晶体等)电子式装置(如人工耳蜗,人工胰,人工肾,心脏起搏器等).人工器官按使用方式分类植入式,如人工关节,人工心脏瓣膜,心脏起搏器.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.特点: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交叉学科.下面来介绍一下人工肺。
人造器官的研发和实现
人造器官的研发和实现近年来，随着医学技术的不断进步和人们对健康需求的日益增长，人造器官的研发和实现已成为了一个备受关注的话题。
人造器官是指用人工方法制造出来的代替人体自然器官的医疗设备，可以用于治疗各种疾病和损伤。
由于医学技术的限制，目前大多数人造器官的研发仍处于实验阶段，但已经取得了一定的成果。
对一些器官缺陷或失去功能的患者来说，人造器官的出现将给他们带来莫大的希望和改变，使他们能够得到比传统治疗更好的康复效果，提高生活质量。
人造心脏是人造器官中的一大亮点。
自20世纪80年代起，科学家们就开始研究人造心脏，一直至今，这项研究仍在迅猛发展。
早在2011年，法国心脏病专家们就成功地利用人工材料制作出可动的人造心脏，为心脏病患者提供了一种全新的康复方式。
至今已经有许多国家和地区进行了类似的研究，取得了不少重要进展。
当然，人造器官并非只局限于心脏这一领域。
肝脏、肾脏、肺等器官的研究也在不断开展中。
令人兴奋的是，日本研究者近年来成功地用显微镜控制细胞生长，制造出具有分泌功能的肝脏细胞，这是目前最具前景的人造肝器官研究之一。
当然，除了研发和生产，人造器官的安全性和有效性也是至关重要的。
科学家们还需要进行客观和全方位的测试，以证明其生产出的人造器官的质量优良。
此外，人造器官的价格成本也是一个重要问题。
现阶段，人造器官的生产成本较高，相应的费用也比较昂贵，对于许多患者来说并不是一种可行的选择。
因此，科学家们还需要在不断研发的同时，努力寻找相应的生产和资金支持方式，以使更多的患者受益。
人造器官是目前医学领域的一项突破性创新，它有着巨大的发展空间和广阔的应用前景。
随着医学技术的不断进步和研发投入的加大，相信人造器官的实用化和市场化也将越来越成为现实。
我们期待这项创新能够真正地造福于人类健康事业，帮助更多的患者摆脱疾病的困扰。
生物工程的人工器官
生物工程的人工器官人工器官是指人类通过生物工程技术制造出来的可以代替或辅助人体自然器官功能的器械。
随着生物技术的快速发展，人工器官逐渐成为医学领域的热门研究方向。
本文将从人工心脏、肾脏和肝脏三个方面介绍生物工程的人工器官。
一、人工心脏心脏是人体最重要的器官之一，不仅仅是一个机械泵，还包括心脏瓣膜、心脏组织等多个组成部分。
由于心血管疾病等原因，全球范围内每年有大量的患者需要进行心脏移植手术，但由于器官捐赠的有限性和移植排斥等问题，很多患者无法得到适宜的心脏。
因此，研发生物工程的人工心脏成为了一项具有重要意义的任务。
生物工程的人工心脏一般由多种材料组成，如生物材料、金属材料和医用塑料等。
它可以通过与人体自然心脏连接，模拟心脏的收缩和舒张功能，从而实现血液的正常循环。
此外，人工心脏还可以根据患者的需求进行调节，以适应不同的活动强度。
二、人工肾脏肾脏是人体排泄废物、平衡水盐和酸碱度的重要器官。
然而，由于疾病或其他原因导致慢性肾脏病的患者庞大，而供体肾的不足导致了肾源性疾病的缓解难题。
因此，研究生物工程的人工肾脏对于改善患者生活质量具有重要意义。
人工肾脏通常由滤过器、尿液收集器和废液处理器等组成。
它通过模拟肾脏的功能，将血液中的废物和多余水分分离出来，并将清洁的尿液输出到体外。
生物工程的人工肾脏不仅可以实现血液的过滤功能，还可以调节血液中的电解质和酸碱度，从而改善患者的生活质量。
三、人工肝脏肝脏是人体最大的内脏器官，不仅担任着代谢废物、合成蛋白质等重要功能，还具有解毒和排毒的作用。
然而，由于肝脏疾病或其他原因导致的肝功能衰竭对患者的生命安全构成了严重威胁。
因此，研发生物工程的人工肝脏对于挽救患者的生命具有重要意义。
生物工程的人工肝脏可以通过模拟肝脏的功能，将血液中的废物和毒素分解代谢掉，并将必要的物质合成出来。
它通常由细胞培养技术和仿生材料构成，可以在体外维持和修复患者的肝功能，从而达到挽救生命的效果。
总结：生物工程的人工器官在医学领域的应用前景广阔。
人造器官
人造器官8.3 遗传学的未来——教师团队：陈火英、葛海燕、刘杨、任丽 等人造器官定义人造器官在生物材料医学上是指能植入人体或能与生物组织或生物流体相接触的材料；或者说是具有天然器官组织的功能或天然器官部件功能的材料。
人造器官主要有三种机械性人造器官半机械性半生物性人造器官物性人造器官1 2 31、人造子宫（Artificial Uterus）2、人造胃（Artificial Stomach）3、人造心脏（Artificial Heart）4、人造骨骼（Artificial Skeleton）5、人造皮肤（Artificial Skin）十大不可思议的人造器官6、人造视网膜（Artificial Retina）7、人造血（Artificial Blood）8、人造血管（Artificial Bloodvessels）9、人造肌肉（Artificial Muscles）10、微型肝脏（Microliver）人造子宫(Artificial Uterus)人造子宫是理想中的科研及繁衍装置,它通过模拟哺乳动物子宫和卵生动物卵的条件,使受精卵在人造环境下发育,从而摆脱对母体的需求,使动物远缘杂交成为可能,而且可以作为批量生产生物的基地。
人造胃(Artificial Stomach)人造胃由上下两部分组成。
其上半部分是一个带有蓝色漏斗的圆筒容器，食物被倒入容器内。
这里是食物、胃酸和消化酶混合的地方。
一旦这一过程完成，食物就会在下面一条银制管子里被碾碎。
其中食物在胃里某个特定部位停留时间的长短、在不同阶段的激素反应等等，都是由电脑完成的。
人造心脏(Artificial Heart)与人类心脏大小相当，人造心脏本体可取代患者心脏的左右心室，微型锂电池和操纵系统植入患者腹腔，用以提供动力。
外接电池组可通过安装在腹部皮肤下的能量传输装置对微型锂电池进行充电。
人造骨骼(Artificial Skeleton)如果人体的骨头不幸受伤，传统的骨头移植手术会撷取病患其它部位的骨头或是利用陶瓷来替代。
人体主要人工内器官概述
人体主要人工内器官概述人工器官是生物材料、外科医学、生物工程学、医学仪器共同发展结果。
鉴于如今临床上对器官移植需求量迅速增长的形式，而人体的同种移植来源又相当有限，同时器官移植仍存在很多问题，以至于每年有大量器官、器件和缺损的患者不能得到及时治疗，因此大力发展人工器官将是未来发展的必然趋势。
一、心血管系统人工器官心血管系统是将氧、各种营养物质供给器官和，并将组织代谢的废物，如二氧化碳、尿素、尿酸等运送到排泄器官，同时把内分泌器官所分泌的特殊代谢产物，如激素等通过血液循环输送到身体的其他部分，借以调节有机体生长发育的系统。
心血管系统人工器官主要包括人工心瓣、人工心脏辅助、全人工心脏等。
（一）人工心瓣人工心瓣是指用人造材料或者生物组织材料加工而成的可以用来代替病损心脏瓣膜功能的人工器件。
当天然心瓣发生狭窄或畸形、不能开启、闭锁不全、钙化等故障或病症，而不能很好地完成单向止逆阀的功能时，便需要更换人工替代物，代行天然心瓣的功能。
人工心瓣按材料可以分为生物瓣与机械瓣。
人工机械瓣可分为四大类：笼球瓣、笼碟瓣、斜碟瓣、双叶瓣。
几乎所有的人工机械心瓣都是由瓣环、瓣架和阻塞体三个部分组成。
其中瓣环用于固定瓣架和安装缝合环的环体;瓣架用于支撑阻塞体和限制阻塞体的位置及运动距离;阻塞体相当于天然心瓣的瓣叶，起单向阀的作用。
机械瓣主要问题是组织相容、血液相容性的问题始终存在，将会导致凝血和血栓。
生物瓣主要指用来自生物体的材料，制成代替天然心瓣行使单向止逆阀功能的装置，又可分为同种生物瓣和异种生物瓣。
生物瓣改善了机械瓣存在的一些基本问题，如：抗感染能力更强，血相容性好，血栓率低;中心流型，血流状态接近天然心瓣的状态。
然而由于组织破损等退化性变化，易使生物瓣发生营养不良性钙化。
（二）人工心脏辅助人工心脏辅助（VAD）作为人工心脏的初步，又可称为机械循环支持系统。
全人工心脏辅助主要有两类，即IABP（主动脉内气囊反博）和LVAD（左心室辅助）。
人工器官
概述：人工器官：暂时或永久性地代替身体某些器官主要功能的人工装置。
现在使用较广泛的有：①人工肺（氧合器）模拟肺进行O2与CO2交换的装置，通过氧合器使体内含氧低的静脉血氧合为含氧高的动脉血；主要有体外膜式氧合( ECMO)、血管内人工肺( IVAL)、植入型人工肺( IAL)、无泵体外肺辅助技术( PECLA)ECMO 装置的基本组成包括氧合器、血泵、管路这三大部分。
根据插管方式ECMO 技术可分为静脉-动脉ECMO 和静脉-静脉ECMO 。
目前一般认为,如果存在急性血流动力学受损( 如心脏停搏)等需要心脏支持的情况、伴有或不伴有呼衰,或需要ECMO 支持转院,首选静脉-动脉ECM O 。
静脉-动脉ECMO 对心脏的影响包括降低前负荷,轻度增加后负荷,同时增加左室壁应力[ 6] 。
如果临床表现以右心室功能不全为主, 采用静脉-动脉ECM O 可为左、右心室提供理想的支持, 还能改善全身氧合。
如果以换气支持为主, 则可首选静脉-静脉ECM O ,因其能保持充分的肺血流, 而且没有动脉置管带来的全身微血栓形成的风险。
最近也有研究表明,尽管静脉-静脉ECMO 主要作用在于改善静脉血氧合,但同时也可改善心肌氧合并降低肺血管阻力,从而适当减轻心脏功能受损。
②人工心脏（血泵）。
代替心脏排血功能的装置，结构与泵相似，能驱动血流克服阻力沿单向流动。
人工心脏与人工肺合称人工心肺机，于1953年首次用于人体，主要适用于复杂的心脏手术；③人工肾（血液透析器）。
模拟肾脏排泄功能的体外装置，1945年开始用于临床。
人工肾由透析器及透析液组成，透析器的核心是一层半透膜，可允许低分子物质如电解质、葡萄糖、水及其他代谢废物（如尿素）等通过，血细胞、血浆蛋白、细菌、病毒等则不能通过，从而调节机体电解质、体液和酸碱平衡，维持内环境的相对恒定。
主要应用于急、慢性肾功能衰竭和急性药物、毒物中毒等。
④人工肝:生物人工肝是在体外生物反应器中培养肝细胞，当患者的血液流经生物反应器时，通过半透膜或直接接触的方式与培养的肝细胞进行物质交换，使其中的肝细胞发挥解毒、合成、生物转化等功能，以达到支持和治疗目的。
第八章 人工器官等医学应用
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 • ① α -氰基丙烯酸酯粘合剂 • 由于α -碳原子上—CN 、—COOR等极性基团的诱导效应， β -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Adhere、Cyanobond、 Eastman910 、等。国内比较有名的有 504 止血胶 ( 主胶为 α -氰基丙烯酸正丁酯 ) 、 508医用胶粘剂 ( 主胶为α - 氰基 丙烯酸正辛酯)等
(2) 硬组织用粘合剂
• ① 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。
• 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α -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。
二） 具体介绍
1.人工心脏和人工心脏瓣膜 人工心脏
人造器官从科幻中走来
人造器官：从科幻中走来张安玲《光明日报》（ 2012年10月20日 05 版）耶鲁大学的研究小组通过在老鼠身上做实验，人工培养取得“可呼吸的”——转化氧气和二氧化碳——新器官。
CFP日前，生物学杂志《细胞·干细胞》刊登的一篇文章轰动了学术界。
这篇文章中称日本科学家已经培育出了一种具有免疫缺陷的猪，这种猪因缺乏某种在免疫系统中起到重要作用的基因，因此免疫功能较弱，对外部组织的排斥也较少，从而使得在猪体内培育人类肝脏等人造器官成为可能。
那么，这是否意味着人造器官在不远的将来，会由幻想变成现实？1 何为人造器官？人类的身体就像一部最精密的机器，各个器官犹如零件，协调运转。
前人早已认识到人体和机器的相似性，所以展开了大胆的想象：如果人体的某个器官出现了问题，是否可以像更换机器零件一样，将病变的器官用健康的器官替换掉？这就是器官移植。
然而，合适的移植器官并不易得，人们一直在尝试，人造器官是否可行？人造器官可分为三种：机械性人造器官、半机械性半生物性人造器官和生物性人造器官。
所谓“机械性人造器官”是指完全用人造材料仿造一个器官，最常见的莫过于假牙和假发，利用纳米技术研制出的人造皮肤和血管也属于机械性人造器官。
“半机械性半生物性人造器官”是将电子机械与生物技术结合起来而形成的，例如表面覆盖人造肌肉的机械假肢。
“生物性人造器官”则是利用动物身体的细胞或组织，用基因技术，分化、培养、人造一个器官。
比如，在猪、羊等身上培育人体器官，或者利用患者自身的细胞或组织来培育人体器官，其中前者被称为异体人造器官，后者被称为自体人造器官。
以上几种人造器官，除了自体人造器官以外，其他几种人造器官在移植后，患者会产生不同程度的排斥反应。
因此科学家认为，进行器官移植的最理想状态，是患者能用上自体人造器官。
当前进行自体器官移植存在着很多问题，技术水平和培育成本是两个重要的制约因素，目前等待器官移植的患者数量远远大于可供移植的器官数量，很多人往往在等待器官移植的过程中死去。
【医学PPT课件】人工器官(精品医学课件)
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Harken P2
型号: Harken P2 Prosthetic valve 类型: Mitral caged disk 生产厂商: Medical engineering, originally
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特点：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 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 交叉学科。
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由于人工器官的种类非常多，下面只重 点介绍几种：
➢人工心脏瓣膜 ➢人工肾 ➢人工肝 ➢人工心脏 ➢人工耳蜗
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5.2 人工心脏瓣膜 5.2.1 概述
（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。
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（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。
Division, Santa Ana, CA 材料: Silastic ball, Cage-Stellite alloy No. 21, closed
cage; sewing ring-Teflon 不透X线部分: Three radiopaque metal struts join
at top, ball radiolucent, cage radiopaque. Three metal "feet" project into center of orifice from ring. 使用时间: 1961-1966 在美国已经很少使用。
人造器官教学设计
人造器官教学设计目标：通过本次教学，学生将能够理解人造器官的定义、作用、种类以及相关的伦理问题，并能够展示他们对人造器官的理解和观点。
教学资源：投影仪、PPT、视频资料、教科书、笔记本等。
教学步骤：Step 1：引入1.展示一张人造器官图片，引发学生的兴趣。
2.引入主题：“你们听说过人造器官吗？你们认为人造器官有什么作用？”鼓励学生提出自己的看法。
Step 2：教学目标及导入1.介绍本课的教学目标：理解人造器官的定义、作用、种类以及相关的伦理问题。
2.通过展示一段视频或图片资料，介绍人造器官的应用，如人工心脏、人工关节等。
Step 3：知识点讲解1.定义：人造器官是利用生物材料或材料工程技术制造出来的能够替代人体自身器官功能的人工器官。
2.作用：人造器官能够替代损坏或功能障碍的人体器官，提高生活质量和延长生命。
3.种类：介绍常见的人造器官种类，如人工心脏、人工关节、人工肝脏等，并展示相关的图片资料。
4.伦理问题：引导学生思考人造器官的伦理问题，如人造器官与人体器官的替代是否涉及道德和伦理问题，人造器官技术是否仍存在风险等。
Step 4：小组探讨1.分成小组，让学生讨论人造器官的优点和缺点，并分别列出来。
2.每个小组选出代表，展示他们的讨论结果，并展开小组间的讨论。
Step 5：问题解答1.提供一个问题给学生：“你们认为人工器官未来的发展会带来哪些挑战？”，鼓励学生发表自己的观点。
2.结合学生的回答，解答相关问题，并引导学生思考未来人造器官技术的发展方向。
Step 6：总结及展示1.对本节课的内容进行总结，并强调学生对人造器官的认识和观点的提升。
2.鼓励学生展示自己对人造器官的理解和观点，可以通过PPT、海报、口头演讲等形式展示。
Step 7：课后延伸1.布置一篇关于人造器官的作文，鼓励学生进一步思考和探讨。
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科幻离现实有多远？
— 奇妙的人造器官/组织
刘燕教授
吉林大学工程仿生教育部重点实验室
2
内容提要
背景 神奇的大脑 敏感的鼻子 人工耳
人造肌肉与皮肤
结语
3
根据第二次残疾人抽样调查的结果，我国因病致残以及因公致残的残疾人总数为8296万，占人口总数的6.34%，涉及2.6亿家庭人口 。
近几年我国由于各种地质灾害频发、各种交通事故引起的肢体运动性障碍
的病人也在显著增加。
背景
4
背景
哈里·波特-2
《哈利·波特与密室》
Skele-Gro
5
背景
蜘蛛侠
3
6
第一节 神奇的大脑
重量 ≈ 1400 g ； N 脑细胞≈ 1000 亿； N 脑细胞net ≈10800；
约10,000个/s -- 化学反应;利用率：4% 、10%；体积变化：1500 cm 3→1350 cm 3“蓝脑”计划（--eServer Blue Gene ）
Prof. Henry Markram
7
目前进展
2005-2009年，研究小组已经使用世界上一些最强大的超级电
脑，来模拟哺乳动物大脑的某些功能；
2009年8月，宣称有望制造出科学史上第一台会“思考”的机器，它将可能拥有感觉、痛苦、愿望甚至恐惧感。
神奇的人类大脑
第二节 敏感的鼻子
9奇特的“人味”
●希腊人
●西班牙人
●瑞典人
●美国人
●法国人
●俄罗斯人
●英国人
●德国人
⏹由于每个人所吃的食物成分不同，代谢机能存在着差异，因而身
体的气味也不相同。
经常进食大量肉食的人，都有较浓的味，如美国人体的气味如水牛，而进食蔬菜或其它素食为主的人，身上的气味较清淡。
10
“人工鼻”、“电子鼻”
医用制品: ---医用高分子材料
外伤、病变、鼻损等；
缺点：尚不具备嗅觉、加热空气、 防护的作用；电子产品：
由气敏传感器、信号处理系统和模式识别系统三个部分组成，其工作原理与嗅觉形成相似 。
日本NTT 光电研究所（传感器）；
英国（电子鼻）-- 染料、油漆、香料 、瓦斯、 etc. 美国（2003，2009）
● 食品工业● 环保监测● 石油化工● 药物辨别● 违禁物品● 微生物鉴别● 烟草业● 化妆品● 临床诊断
敏感的鼻子与人工鼻
11
耳是人类的听觉器官,主要由外耳、中耳和内耳组成。
外耳由耳廓和外耳道构成。
中耳由三块听骨和鼓膜构成。
内耳由耳蜗等构成。
第三节 人工耳
仿生耳，恢复你的
感知平衡的能力
前庭障碍，会造成视觉图像抖动、模糊，无法平
内耳中的三条半规管是人体检测头部转动的关键部位
前庭迷路可以检测哪个方向为上，确定躯体前进方向；
13
仿生耳，恢复你的 “第六感”
研究、开发能够取代半规管、恢复躯体平衡感的人造仿生耳。
原理：电极刺激前庭神经 → 信号从前庭迷路传递到大脑→ 恢复稳定的平衡感觉。
（绕过受损的前庭系统而工作）
基于组织工程的人工耳
Prof. YL Cao
用体外细胞繁殖的方法成功地在动物身体复制出了人
带来了光明的前景。
15
第四节 人造肌肉与皮肤
16
人造皮肤
皮肤移植
17
人造皮肤人造皮肤
✓薄膜；
✓硅橡胶；
✓微细小孔-毛孔；✓ 保护层+
生长层
18
人工肌肉
人体肌肉系统及其运动
19
人工肌肉
20
人工肌肉
气动人工肌肉
碳纳米管基人工肌肉
电致动人工肌肉
结 语
“人工器官技术为H7N9危重病人赢得抢救时间 ” —《健康
报》 人工肝、人工膜肺
21
22
科幻并不遥远，希望就在前方！
结 语
谢谢！
23。