第八章 人工器官中应用的高分子材料(下)

上联单向止逆瓣防止尿液返流 肾脏，下接人工括约肌以控制 尿液的排放。
二、人工膀胱的材料
作为人工膀胱用的非生物材料 必须具备如下条件：
１.组织相容性：人工膀胱材料 必须和盆腔周围及输尿管、尿 道组织有良好的组织相容性， 否则易产生炎症，继发感染发 生脓肿。
２.尿液相容性：人工膀胱的内 面相当于人体膀胱的粘膜，长 期与尿中的各种有机、无机成 分接触，应不产生钙质沉积及 诱发结石生成。长期应用，材 料的机械物理性能不发生明显 变化，保持一定的强度和柔韧 性。
方法是创面清创后，在无菌下 将ＰＥＧ涂于创面，再将分子 量为１００万，密度为０.73 g/cm3，２００目的ＰＨＥＭ Ａ粉末均匀撒于其上，数分钟 即形成薄膜，半小时后即干燥 成膜。
此种合成敷料与创面贴紧、柔 软，能透气透湿，透明度好， 便于观察创面，且有抑菌作用， 并可防止膜外细菌侵入。
（２）Biobrane人工皮
五十年代末和六十年代初， Bohne、田口等利用上皮细胞 的再生能力研制各种类型的膀 胱支架，使人工膀胱向体内植 入型发展。
自从１９６３年Friedm等用 硅橡胶制成人工膀胱、聚四氟 乙烯制成输尿管和尿道，
置狗腹腔内实现有效排尿以来， 许多作者用各类型高分子材料 研制人工膀胱并进行了大量动 物实验，取得了很大进展。
由于皮肤来源困难，同种异体 还有免疫排斥的问题，具有一 定皮肤功能的材料应用而生。
二、人工皮肤的材料
人工皮肤的主要作用概括三个 方面：
第一防止水分和体液从创面蒸 发与流失
第二预防感染
第三使肉芽和上皮细胞逐渐成 长，促进治愈。因此对人工皮 肤材料的基本要求包括：
（１）类似皮肤的柔软性和湿 润性。
（２）与创面组织能贴紧，并 具有相容性；
（３）防止创面引起水分和体 液的损失。
（４）具有吸收创面渗出液的 特性。
（５）类似皮肤的透湿性，水 蒸汽透过速率最好在２～３ mg/cm2· hr。
（６）无毒、无刺激不引起免 疫反应。
（７）易于消毒保存。
（８）治愈后易于脱落。
从材料结构上分，人工皮肤的 材料可分为合成高分子和生物 高分子材料两大类。
３.由于近年对膀胱癌行全摘术 时主张将尿道摘除，因此，人 工膀胱须设人工括约肌装置。
４.继续研究新的人工尿道与人 工输尿管软质硬材料，以替代 传统的聚乙烯等材料，使与人 体组织的缝合性能提高，使漏 尿等生理现象得到克服。
第四节 人工皮肤 (Artificial Skin)
一、概述
据统计美国每年约有一万人因 烧伤而丧生，约有１３万人在 医院接受烧伤治疗。日本的 资料表明，它们每年１０万人 口中就有约４００人烧伤，其 中最重为３人，死亡为１４ ４人。
其膀胱支架可分为两类：其一 是不能吸收的膀胱支架。例如 用聚乙烯或明胶海绵等材料制 成的膀胱支架，这种支架在用 后需自体内取出；其二是生物 降解材料制膀胱支架。例如以 聚α氨基酸膜做膀胱支架材料。
３.全置换体内植入型人工膀胱
由人工输尿管、单向止逆瓣、 集尿器、人工括约肌装置和人 工尿道五个部分组成。
１.合成高分子材料
临床应用的有二种形式，一种 是合成纤维织物织成丝绒状表 面以利于人体组织的长入和固 定，织物的基底层涂布硅橡胶 或聚氨基酸。
另一种是聚乙烯醇、聚氨酯、 硅橡胶、聚乙烯、聚四氟乙烯 多孔薄膜性能优异，厚度为２ ０微米的硅橡胶薄膜水蒸汽透 过性为４～７ mg/cm２· hr， 它与创面密合性良好，有效地 防止细菌侵入引起的感染
由于皮肤烧伤受损，它保持机 体分泌、排泄、调节体温及感 觉等功能均损失。就以水分以 皮肤的蒸发为例，受伤皮肤表 面水分的损失比正常皮肤高１ ０～２０倍。同时，体液内的 蛋白、离子等有效成分也与渗 出液一起丢失。
为治愈烧伤皮肤，解决感染和 体液丢失两大问题。一般采用 自体皮肤移植或采用他人的皮 肤（同种异体）进行移植。
３.对泌尿系统其它器官不产生 刺激，不导致尿路梗阻、炎症、 致癌及诱发泌尿系本身的疾病。
４.密封性良好，与输尿管、尿 道易于缝合及结合，不产生漏 尿，如发生漏尿则可引起致命 的腹膜炎。
５.易于手术及消毒。
全置换人工膀胱用过的材料有 硅橡胶、聚四氟乙烯、涤纶、 聚丙烯、聚氨酯、天然橡胶 。再生型人工膀胱支架用过的 不能降解材料有聚乙烯海绵、 白明胶海绵和天然胶乳、 nobecutan涂层纸，能降解 材料有聚α－氨基酸、戊二醛 处理牛心包等。
（３）多钛丝绒型人工皮
（４）细胞培养皮片
体外人工培养自体或异体上皮 细胞皮片覆盖创面，是解决大 面积深度烧伤自体皮源不足 的新方法，其实验与临床应用 均已取得成功，这是人工皮肤 发展的一个新的方向。应用人 工胚胎上皮及自体皮抗原性小
（５）组织工程皮肤 用支架表面有上皮及真皮双 层细胞培养成膜片。
实际上临床应用效果较好的人 工皮肤大多是复合结构的，外 层材料，多选用硅橡胶、聚 具有屏障作用，可防止蛋白质、 电解质的丢失和细菌的侵入， 并可控制水分的蒸发。内层材 料多选用各种胶原蛋白薄膜或 绒片。
三、临床应用的人工皮肤
１.二度烧伤和供皮创面用人工 皮肤
（１）ＰＨＥＭＡ和ＰＥＧ合 成敷料（Abrahans)由聚甲基 丙烯酸羟乙酯（ＰＨＥＭＨＭ） 和聚乙二醇（ＰＥＡ）４００ 两部分组成，在创面上结合， 直接形成保护膜。
外层由极薄的多孔硅橡胶膜与 针织尼龙纤维粘合而成，此种 人工皮肤贴附性好，弹性好， 伸展性大。适用于二度烧伤创 面。
２.三度烧伤创面人工皮肤
（１）尼龙硅橡胶复合人工皮 将尼龙绒片贴于硅佼膜上加压 即成。改用泡沫硅像胶作外层， 其弹性、柔软性、透气和透湿 性均有所提高，但对自体皮扩 展影响不明显。
一、人工膀胱的类型
有生物材料的、非生物材料的 及全置换体内植入型三种：
１.生物材料的人工膀胱
①自体组织移作人工膀胱：临 床主要应用肠代膀胱，通过对 肠管的选择、输尿管——肠吻 合技术、尿粪合流与分流手术 的设计以及术后并发症防治等 的基础研究，发展了各种肠管 重建输尿管和膀胱手术。
②异体组织移作人工膀胱：主 要指用其它生物体的生物膜， 经一定处理后作为人工膀胱支 架植入全切膀胱患者体内。例 如：采用经化学处理的牛心包 组织制做人工膀胱。
２.生物高分子材料
临床应用的有二类。一类是同 种异体或异种组织，如人或动 物的羊膜、腹膜和皮肤，其 中以同种异体皮最好，但来源 困难。异种皮中较理想的是猪 皮，其结构近似人皮，但使用 制备工作较复杂，且有免疫反 应。
另一类是胶原蛋白。的抗 原基团去除，胶原蛋白对组织 有良好的亲和性，与创面贴附 好，能被消化吸收，抗原性微 弱，对组织修复有促进作用， 又是上皮细胞生长良好的基底。
２.非生物材料人工膀胱
①体外留置型人工膀胱：指采 用各种造口术，用引流管将尿 液引至体外、用集尿袋作人工 膀胱积蓄尿液。
②膀胱的移行上皮细胞再生型 人工膀胱：利用膀胱的移行上 皮细胞具有良好再生能力的原 理，在膀胱切除后，盆腔内设 置膀支架，使残留的膀胱及尿 道组织沿支架再生成一个膀胱， 最后去除埋入的膀胱支架。
三、人工膀胱的研究方向
１.注意全面模拟人体膀胱功能。
例如，人工膀胱排尿时不能排 尽尿液，易由于细菌感染而使 残尿产生沉淀，进而导致结 石的形成；蓄尿时膀胱内压应 控制在１０ cm水柱左右，大 高的压力易产生材料对组织长 期性刺激。
２.新的单向止逆瓣的研制。这 是防止尿液从膀胱返流入肾导 致长期肾积水而产生肾导致长 期肾积水而产生肾功能衰竭的 措施。
(Artificial Bladder)
第三节 人工膀胱
人工膀胱是一种替代膀胱的人 工装置，对膀胱肿瘤或因病变 所致膀胱挛缩等症，患者在施 行膀胱摘除术时，植入人工膀 胱储存和排除尿液，不仅可维 持患者正常生活，而且可以克 服一般尿道改道等手术带来的 各种并发症及给患者生活带来 的不便。
早期采用自体肠管组织移作人 工膀胱，至今仍在临床广泛应 用。
（２）硅橡胶一多孔胶原软骨 素硫酸盐原纤维人工皮外层为 硅像胶，内层由牛皮胶皮与沙 鱼软骨的硫酸软骨素组成。
即胶原加入硫酸软骨素溶液内 沉淀（pH3.2)，脱醛冻干成无 菌膜，再将硅橡胶于无菌液态 状况下粘合于无菌真皮层上， 固化、定型，保存于无菌聚乙 烯塑料袋内密封备用。
其表皮层的排水量与正常皮肤 相似。真皮层能缓慢生物降解， 而宿主的细胞、血管等能长入 真皮层内，逐渐取代真皮层而 形成“新真皮”。