人工膀胱

膀胱全切除后尿液的贮存和
原位膀胱重建的原则为可控
排出一直是未能满意解决的难题。 性膀胱贮尿囊制作原则和保持正常
自从1852年Simon报道为1例 膀胱外翻的患者施行输尿管乙状结
肠吻合以来，尿流改道发展至今已 有160余年的历史。很长一段时间， 尿流改道技术发展缓慢。
尿道排尿生理。基本手术方法是选
用包括胃、回肠、盲肠、乙状结肠
可引起致命的腹膜炎。
5、应用方便：易于手术及消毒。
人工膀胱的种类
按工作方式分类
动力型
按材料分类
生物材料
固定容量型
非生物材料
按复杂程度分类的人工膀胱种类
动力型
动力型人工膀胱是在充盈及排出尿液
时进行舒张及收缩。大多数人工
膀胱属于这一类型。一般来说都由
硅橡胶制成。
总体上，动力型膀胱与输尿管及尿道处 的连接是成功的,但管道插入到输尿管的 袖套状连接在吻合处的堵塞率较高（插 入处往往对尿道或输尿管粘膜有刺激作 用，产生息肉，造成堵塞）。充盈及排
基础研究，发展了各种肠管重建输尿管
工膀胱：利用膀胱的移行上皮细胞具
和膀胱手术。
有良好再生能力的原理，在膀胱切除后， 盆腔内设置膀胱支架，使残留的膀胱及
异体组织移作人工膀胱：主要
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。
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
膀胱有可能克服这些问题。
异体组织移作人工膀胱
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AMG技术。
无细胞基质移植物(AMG)的制备方法是手术取出动物的膀 胱，刮去膀胱粘膜层，采取一系列复杂的浸泡、搅拌、漂 洗等方法后，细胞完全裂解，细胞内成分释放，膀胱由原 来的颜色变为白色的无细胞基质，但仍保持其原来的袋样 形态。实验显示在AMG上形成的粘膜、逼尿肌、血管等 与宿主完全相同，具有良好的顺应性、收缩力和容量，且 抗原性和排斥反应较低，但神经组织不足。
突变发生。多基因突变已成
为膀胱致病主要原因。
2015年中国癌症统计数据
2015年中国不同类型肿瘤发病率（男性） 数据来源：CA杂志（影响因子144.8）
Male/Female 2012年世界癌症发病统计
男性患膀胱癌的概率比女性高3倍 来源：Global Cancer Statistics, 2012
人工膀胱的应用
20世纪50代末和60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。
1960年
Bogash首先进行了全人工膀胱替代的尝试，两个带抗返流装置硅输 尿管将尿液引流到一硅管中，开口于腹部。所有的试验动物由于肾积水 或 感 染在一个月内死亡。此后进行的研究最长生存2个月，动物死于输 尿管阻塞。
免疫球蛋白种 类 IgG
IgA
IgM
术前 187.0±33.2 171.5±34.1 1.07±0.56
1月 282.2±127.7 216.7±45.8
1.14±0.36
术后 2.5月 201.0±42.1
230.0±99.4
1.15±0.33
4月 279.8±94.8 225.8±19.7 0.96±0.26
空机制复杂并且不可靠。长期应用时
材料有可能发生故障。
固定容量型
固定容量型的人工膀胱主要由组织反 应性较低的材料如硅橡胶或特佛隆等 制成的硬质容器，比动力型人工膀胱
简单的多，发生故障的机率也小的多。
其内壁可用有润滑作用的内膜覆盖， 其外表包裹以多孔质的材料，易于与 周围组织结合。
固定容量型人工膀胱需要一个外在的造 瘘口，一般位于腹部，需要美观及抗感
膀胱的移行上皮细胞再生型人工膀胱
组织工程学材料人工膀胱
简介：
人工制造具有活性及功能的组织取代人体组织和器官。目前利用多聚左旋
乳酸(PLLA)、聚羟乙酸(PGA)及聚乳酸(PLA)等制作可降解支架，再用兔膀 胱细胞生长膀胱，并进行动物试验，并获得成功。
不足：
虽然组织工程膀胱显示出巨大的应用潜能，但是目前其研究仍然面临着许
外周血、RBC、Hgb、PLT、K+、Na+、Cl-、CO2CP、BuN、Cr、GPT、TTT检 测，测定值在正常范围内或仅有一过性改变。表明人工膀胱植入作为高分子材料
对犬血液系统（红细胞）、电解质、酸碱平衡无不利影响，对心肝肺脾肾脑也无
特异性不利影响。术后，血清球蛋白、免疫球蛋白都显著增高，可能原因是免疫 反应或术后感染。
脊柱裂
脊柱裂又称椎管闭合不全，一种常见 的先天畸形。是胚胎发育过程中，椎管 闭合不全而引起。可从较小的畸形如棘 突缺如或和椎板闭合不全，到严重的畸 形。可表现程度不等的下肢迟缓性瘫痪 和 膀胱 、肛 门括 约肌 功能 障碍 。 80%90% 脊髓脊膜膨出患 儿可出现神经源性 膀胱功能障碍，如尿储留、感染、膀胱 憩室、输尿管返流和慢性肾衰等。
肌层由平滑肌 纤维构成，称为逼尿 肌。逼尿肌收缩，可 使膀胱内压升高，压 迫尿液由尿道排出。
在膀胱与尿道 交界处有较厚的环形 肌，形成尿道内括约 肌。在括约肌收缩能 关闭尿道内口，防止 尿液自膀胱漏出。
膀胱
功能 结构
特点
膀胱具有很好的弹 性，最早的气球
就是用猪的膀胱制 成的。
1 膀胱炎
等消化管道形成低压新膀胱，与尿 道残端吻合，通过尿道外括约肌自
然控制排尿。所以是最接近理想状 态的膀胱重建方式。
直到1950年经典的Bricker回
肠膀胱术和1982年Kock可控性回肠
膀胱术的出现，各种可控和非可控
的膀胱替代成形及尿流改道术才不
断推出。
非可控性尿流改道
输尿管皮肤造口术
回肠通道术
多挑战。主要包括：
1.体内吸收过快
2.生物相容性不够理想
3.免疫排斥反应
4.种子细胞来源受限
5.缺乏理想的支架材料和生物反应器
6.组织工程膀胱血管化不足 7.膀胱功能恢复欠佳 8.医学伦理学的冲突
所以，目前尚不能在临床上广泛应用。
组织工程学材料 膀胱支架
1.以前的常规手术是运用肠或胃组织做 成的替代性膀胱植入患者体内， 现在新技术使得患者自身的细胞培育出 新膀胱成为可能。 2.通过膀胱组织切片取得患者的膀胱上 皮细胞和肌肉细胞。 3.用生物可降解材料搭建一个膀胱形状 的“脚手架”。 4.植入病人体内取出的细胞，经过约8个 星期的生长，新膀胱成型， 可以移植。 5.新膀胱被缝合在老的器官上，血液作 为粘合剂。 6.手术内三个星期后，病人的膀胱运转 正常，一个月后可以病愈出院。
脊柱裂
人工膀胱Artificial Bladder
定义
应用
发展 人工 膀胱
研究方 向
种类
要求 材料
人工膀胱
定义：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。
人工膀胱的应用
1976年
Apoil、Boadat等进行了两种模型的研究，一种为200ml椭圆形人 工膀胱，第二种为300ml的双稳态模型(即在排空或充盈时分别有
稳定的形状)。进行了17条狗的动物试验，所有的动物都在假体外周
产生了纤维性外鞘，妨碍膀胱的充盈。吻合处漏尿、肾盂积水、
尿液感染及残余尿达50%等因素导致动物死亡。
人工膀胱 Artificial Bladder
膀胱
疾病
人工 膀胱
膀胱
功能
结构 特点
膀胱为锥体形囊状肌性器
官，是一个贮存尿液及排泄尿 液的器官，容量为300～500ml， 位于盆腔前部，属于腹膜外器
官，婴儿膀胱较高，上缘位于 腹部。空虚时膀胱呈锥体形，
充满时形状变为卵圆形，顶部 可高出耻骨上缘。
疾病
2 膀胱结核 3 膀胱癌
4 脊柱裂
膀胱癌
膀胱癌的AJCC分期
膀胱癌是泌尿道肿瘤中最多 见的，多 发生于 40～ 60岁之间 ，
男性比女性高3倍。膀胱癌多发
生于膀胱侧壁和三角区近输尿管 开口处。
与其它癌症相比，膀胱癌手
术后的复 发率 比较高（大约
70%）。南京医科大学研究团队
通 过收集 37例膀 胱癌患 者样本 ， 其中有 20例原发性膀胱癌和 17例 术后复发膀胱癌，进行全外显子 测序，发现了五个基因有显著的
按材料分类的人工膀胱种类
生物材料
非生物材料

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、
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。
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
膀胱的移行上皮细胞再生型人
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。
3、无刺激性：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
1990年
到当年为止只有5例人工膀胱应用于人体的报道。 Dautry在人体植入双稳定型人工膀胱，患者5个月后死于其原发病。 Vacant将200ml人工膀胱植入到4例患者的腰部，将人工尿道从髂筋
膜穿出，一患者在两年后仍存活良好，但没有进一步的报导。
人工膀胱的发展
人工膀胱的研究已近四十年，人工膀胱植
保护肾脏功
能
1
2 连续有效的 存储
人工膀胱
要求
3 完全排空
抗感染及异
4 物沉积
生物相容
5
6 体内无降解
7 机械可靠
8
容易植入和 维修
人工膀胱的材料
要求
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。
膀胱
功能
结构
特点
男性膀胱
膀胱分为底部、 体部、尖部和颈部四 部分。膀胱的内壁可 分为三角区、三角后 区、颈部、两侧壁及 前壁。
膀胱角形区位于 两输尿管口和尿道内 口三者连线之间，是 易发膀胱肿瘤和炎症 的区域。
膀胱
Байду номын сангаас能
结构 膀胱
特点
膀胱壁由四层 组织组成，由内向外 为黏膜层、黏膜下层、 肌层和外膜。
入后排斥反应、结石形成等问题已得到较好的 解决，但包裹组织使假体萎陷、肾积水、感染 及缺乏理想的排尿动力等问题，依然是人工膀
胱应用于临床的主要障碍。而组织工程学
的兴起，组织工程材料随着相关学科的发展显 示出其在人工膀胱方面强大的生命力。
人工膀胱的发展
Ajalloueian等用胶 原蛋白和聚己内 酯制成的一种合 成网状支架，将 猪膀胱粘膜制成 组织糜并接种于 支架上，在体外 连续培养6周，可 以观察到分层。 这对于应用于临 床提供了依据。
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，
组织制做人工膀胱。
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。
自体组织移作人工膀胱
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。采用 的主要思路有尿流改道和原位膀胱重建。
原位膀胱重建
选用包括胃、回肠、盲肠、乙
状结肠等消化管道形成低压
新膀胱，与尿道残端吻合，通过 尿道外括约肌自然控制排尿。所
以是最接近理想状态的膀胱重
建方式。
但是，目前膀胱重建应用自
体的肠管，这种方法有许多并发 症，包括尿瘘、感染、代谢性酸 中毒，可能发生恶性肿瘤、肾功 能恶化等。
完全应用人工材料的人工
染。造瘘口内有一可通过空气及水的滤膜， 这可以使装置内部的压力始终处于大气水 平，不需要额外的机械性或电器性装置即 可进行周期性充盈和依靠重力进行排空。 主要障碍是腹部造瘘口的感染及脱落。
动力型人 工膀胱示 意图
MYAO CLINIC 所设计的动力 型人工膀胱模 型
固定容量 型人工膀 胱示意图
固定容量型人 工膀胱的结构 比动力型人工 膀胱简单许多
人工膀胱的发展
Tian等将骨髓间 充质干细胞种在聚 -L一乳酸聚合物上， 并加入各种所需生 长因子，植入裸鼠 30d后取出，可以 看到细胞在多孔聚 -L一乳酸聚合物支 架上均匀的渗透生 长。
人工膀胱 的发展
动物实验案例： 实验材料：法国产医用级通用型硅橡胶+涤纶绒 实验动物：普通家犬12例，1~4岁，雄性，体健