人工器官的应用和发展培训课件

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人体的器官移植PPT精品课件

供体器官来源的展望
1．灵长类动物作为器官供体除_肾__脏__外，没有任何一种植入的动物器官在人体内存活超过两周。
2．猪作为器官供体利用猪的器官，必须克服_免__疫__排__斥__、微生物_交__叉__感__染__和功能差异三大障碍。
3．利用干细胞和组织工程技术构建人体器官组织工程是将__细__胞__、三维支架和_细__胞__因__子___应用于体外组织的再生或体内组织的构建。
【思维激活3】现在我们国家提倡孕妇在分娩后保留脐血，你知道这是为什么吗？提示脐血中有胚胎干细胞，具有发育的全能性，可以通过细胞工程技术培养出自己所需的器官。
1．器官移植的现状 (1)同种异体心脏、肝脏、肾移植存活率大幅度提高。 (2)出现了大批长期存活受者群体。 (3)移植病例数成倍增长。 (4)新的器官移植和移植技术不断涌现。 (5)一度趋于低潮的移植又呈上升趋势。 (6)腹部多器官一期移植获得长期存活。 (7)供器官保存液的研究取得了突破性的进展。 (8)新型免疫抑制方案为受者提供了良好的存活率和生存质量。
1．器官移植技术经过多代生物学家的不懈努力逐步走向成熟。
下列器官移植技术属于器官移植历史“档案”的临床阶段的
是
( )。
A．人造心脏和人造肾脏的出现
B．异种器官移植技术的产生
C．克隆器官技术的逐步成熟
D．美国外科医生默里进行肾移植的成功
解析 A、B、C三项均为供体器官来源的新技术，属于器
官移植历史“档案”的临床发展阶段，只有D项属于临床阶
答案 B
器官移植的实例——肾移植
1．成功率肾移植最_成__功__，最_稳__定__。
2．影响肾移植成功的因素 _手__术__技__巧__、_供__体__器__官__的质量、供体与受体器官的_组__织__ _相__容__性__。其中供体与受体器官的_组__织__相__容__性__，即两者细胞表面抗原的相似程度，是器官移植的最关键因素。

lecture1人工器官概述ppt课件

字制造
•研究生物机械工程的实用性理论和基础技术，在切实掌握生物机械的研究、设计、生产及应用技术的基础上，提高关键器件的国产化配套率； •研究生物机械工程的新理论、新方法，强化生物机械工程与生物学、医学、信息学、计算机技术、人机工程、仿生学等学科结合的综合性研究，研究制造新型的生物机械装置； •建立生物机械的生物学评价标准和产品标准，探索生物机械设计本身的规律； •开展生物机械的软件开发研究，扩大生物机械的应用领域，努力推广理论及应用成果，使之应用于医疗领域和人民的日常生活； •教育和培训生物机械研发和应用技术人才
第一篇人工器官概述
生物机械工程的概念生物机械工程地位
绪论
生物机械工程的主要研究领域
生物机械工程发展的基本条件与主要趋势
人体器官概述
人工器官简介人体系统工程及人体组织人体数学模型
人体系统及理论
人体光学特性
人体电学特性
人体机械特性
第一章绪论
生物机械工程的概念
生物机械工程的地位
生物机械工程的主要研究领域
人工器官概述
人工器官置换
• 当人体自然器官因病伤不能用常规的方法救治时，现代医疗技术有可能给病人置换上一个人工制造的器官，取代病损的器官功能，恢复病人健康，挽救病人的生命。更换移植器官一般有两种途径，一种是同种异体的人工器官移植；一种是用人工器官置换病损器官。由于人体器官来源困难，移植后的免疫反应、排斥等问题尚未能完全解决，所以人工器官为一种行之有效的方法。
人工器官的类型
人工器官的分类(如图5-1所示),人工器官按功能分为11类: 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。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。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。血液净化功能的人工器官，如人工肾（血液透析机）、人工肺等。消化功能的人工器官，如人工食管、人工胆管、人工肠等。排尿功能的人工器官，如人工膀胱、人工输尿管、人工尿道等。内分泌功能的人工器官，如人工胰、人工胰岛细胞。生殖功能的人工器官，如人工子宫、人工输卵管、人工睾丸等。神经传导功能的人工器官，如心脏起搏器、膈起搏器等。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。其他类，人工硬脊膜、人工皮肤等。

人工肺 ppt课件

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人工肺
❖ 尽管肺移植手术在我国已开展多年，但并不是每个人都能如常所愿。稀缺的肺源，总是将很多人拒之肺移植大门之外。
❖ 那美国的生物人工肺能否解决这一问题，他们是利用什么方法造出的？什么时候这一技术能应用到人？
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人工肺
•应用到人，最少要5年
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人工肺
2004年美国匹兹堡大学医学中心研制出一个能够暂时替代人体60%肺功能的装置。这个被称为“哈特勒呼吸导管”的“人工肺”，呼吸导管从大腿处进入人体静脉血管后，曲折上行，最后到达并定位于静脉腔——一根向心脏回送血液的主静脉。该装置的主要构件是一个外面缠绕着1000根空心细管的小气球，它每分钟能够膨胀或收缩300次。在此过程中，血液被推动着穿过这些细管，并不断从中吸进氧气，排出二氧化碳。
针对这项研究，耶鲁大学的妮可拉森博士说：“这是肺部再生的起步，最终会用在人类身上。”她说：“到最后，我希望能够创造出一个可直接植入人体内的肺脏。这样一来，我们就不必再进行肺部移植手术了。”
但徐国彤表示：“从动物试验到临床应用到人，需要很长的路，不是一蹴而就。但一旦成功，肯定给器官移植行业带来巨大变化。”
微型人工肺
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人工肺
日前，据澳大利亚广播公司报道，美国科学家首次公布了一项最新研究成果：在实验室中用干细胞人工培养出肺脏，植入老鼠体内可使其存活6小时。美国哈佛医学院的研究团队将老鼠肺脏上的细胞剔除，只留下细胞外间质作为新肺生长的“撑架”。随后，他们在“撑架” 中植入可定向发展为肺细胞的人类脐带细胞和老鼠胚胎细胞，并将其放入模拟生物体内环境的培养器中进行培养。这个微型人工肺在培养器中不断生长，并于大约1 周后开始氧气交换，也就是像正常肺一样“呼吸”。被植入老鼠体内后，人工肺仍能继续工作，成功使老鼠存活了6小时。

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。

八人工器官等医学应用PPT课件

出现的问题：凝血：表现为灌流器凝血和留置管凝血等。可对血细胞造成机械性破坏，以致于人工肝治疗后血细胞明显下降，尤其以血小板为甚。
出血：进行人工肝治疗的患者多有凝血功能障碍，再予药物抗凝，部分患者可出现出血的并发症
2019-12-03
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4. 人工胰腺
• 一种由微机控制的机械装置，其原理是用人工方法取代正常胰腺的内分泌，以补充胰岛素的分泌不足。
第八章人工器官等医学应用一、人工器官
• 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，它是生物医学工程专业中一门新的学科，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
• 研究应用比较成功的有人工血管、人工食道、人工尿道、人工心脏瓣膜、人工关节、人工骨等整形材料。
（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
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• 2）按原理分：（1）机械式装置（如人工心脏瓣膜、人工气管、人
工晶体等）
（2）电子式装置（如人工耳蜗、人工胰、人工肾、心脏起搏器等）
• 分类：体外型、半生物型、植入型人工胰。
胰岛素泵
2019-12-03
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• 糖尿病是体内缺乏胰岛素分泌的结果。血液中血糖过高时，胰脏分泌胰岛素，胰岛素促进蒲萄糖进入肌肉细胞和其他组织中并降低血液中葡萄糖水平。
• 胰岛素欠缺分为产生不足（I型糖尿病：与免疫系统有关，可能源于遗传，可注射胰岛素治疗）和失效（II型糖尿病，胰岛素仍在产生但是数量不够或身体对其有抵抗力，常见肥胖病人，）

人工脏器高分子材料PPT

CE Pericardial Valve
• Manufacturer: Baxter Healthcare Corporation, Edwards CVS Division. US Manufacturing plant in Irvine, CA. • Available in US: Yes • Sizes: Aortic:19-27 mm, Mitral:Not available yet. Some surgeons have implanted large aortic valves in the mitral position but this is discouraged by the manufacturer. • Durability: At 12 years, Freedom from reoperation = 89%; Freedom from explant due to valve dysfunction = 91% • X Ray Appearance: A continuous thin wire bent into 3 "U" shaped loops
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Magovern-Cromie Sutureless Valveቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ丌缝合瓣
• 采用丌缝合的技术植入人体内。在瓣膜缘的四周有小的钩子，手术者将其安置在合适位置后，用小钩子固定。
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Smeloff-Sutter Valve
• 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。但如果球体太小，小亍瓣膜的横径，那么球体有秱位的可能。所以SmeloffSutter呾Cutter-Smeloff瓣在两边都有笼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。

人工器官 PPT课件

动物组织瓣 Animal Tissue Valves (Xenografts, Heterografts)
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5.2.2 球型瓣
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，但到目前为止，在美国临床上仍在使用的球型瓣只剩下Starr-Edwards瓣。
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久的瓣膜设计。
7
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。
8
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
9
5.2 人工心脏瓣膜 5.2.1 述
人工器官
生物医学工程导论
1
5.1 概述
定义：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，补偿或修复或辅助其功能。
later Medical Engineering Corp. 材料: Ball-Silicone rubber with barium; cage-
titanium; sewing ring-none.Cage open at top. 不透X线部分: Cage radiopaque, open at top,
（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。

人工器官的应用与发展课件

定义
人工器官是指替代天然器官的结构或功能的人工装置, 它是在现代工程技术已经逐步发展了很多生物医学材料的基础上制作而成的。
种类：人工器官已有血管、心瓣膜、心脏、心肌、喉头、气管、胸壁、横膈、胸膜、腹膜、食管、胆管、肝、角膜、晶体、耳、睾丸、子宫、骨、关节等等不同类型的器官。
类型
并获得成功，患者延长生命112天
肾透析与人工心脏先驱威廉·考尔夫
考尔夫1911年2月14日出生于荷兰，其父亲是一名医生，经营着一家肺结核病人疗养院。从小他就深深地受到这些病人的痛苦的感染，长大后他进入荷兰莱顿大学医学院学习。他在1991年的一份采访中说： “当我很小的时候，我并不想成为一名医生，因为我不想看着人们死去。后来，我制造医学仪器的目的就是要阻止人们的死亡。”考尔夫最大的成就是发明了最初的肾透析仪和首个人工心脏，因为卓越的医学贡献，他于2002年获得了拉斯克医学奖。考尔夫一生共发表了超过425篇论文，总被引次数超过5500次。
在中国每年有1000万心脏衰竭的患者, 其中200 万到300万人因心衰而死亡, 但是每年却只有50 个患者有机会接受心脏移植手术。
尸体供体是国内目前器官移植的主要供体, 占 97%以上。
卫生部新闻：死刑犯是我国目前器官移植的主要来源。
然而，对于死刑犯器官是否能用于移植的问题一直是有争议的。
生物医学材料学的发展
生物材料学是研究植人人体内材料的微观结构、宏观性能、及其与人体组织相互作用时的生物理化性能变化的一门科学。
它的主要任务是探索人工合成与制造的这种无生命材料如何替代有生命的组织, 并参与生命组织正常的新陈代谢, 共同承担其生命功能的机理, 同时揭示出人体器官的形成过程及奥秘。

器官移植病人的护理专业知识培训培训课件

器官移植病人的护理专业知识培训
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三、移植免疫
（二）免疫抑制剂与免疫抑制治疗
✓常用免疫抑制剂
• 钙调神经蛋白抑制剂（维持治疗最基本药物） ➢环孢素A（CsA）：CsA可与T细胞胞浆中的环孢亲合素结合，从而阻碍IL-2等早期T细胞激活因子的转录，抑制T细胞的活化、增殖 ➢他克莫司（FK506）：通过阻止IL-2受体的表达抑制T细胞的活化、增殖
• 生命体征：特别是BP和CVP
• 移植肾功能：尿量、血肌酐及电解质变化；移植肾区局部有无肿胀和压痛
• 有无术后并发症：出血、感染、排斥反应等
• 心理-社会状况：移植后认同程度、对肾移
植的了解和器官掌移植握病人程的护度理专业知识培训
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五、常见护理诊断/问题
✓焦虑/恐惧与担心手术效果及移植后治疗康复有关
✓ 一般无需切除受者的病肾
，某些特殊情况下则必须
切除，如病肾为肾肿瘤、
严重肾结核、巨大多囊肾
、多发性肾结石合并感染
等
异位肾移植器官移植病人的护理专业知识培训
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四、护理评估
（一）供体
✓供者的选择 ✓供肾可来源于尸体供体或活体供体 ✓供者的选择：免疫学、非免疫学 ✓供者的评估
器官移植病人的护理专业知识培训
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二、分类
✓根据移植器官的数量分类
• 单一或单独移植
• 联合移植 • 多器官移植
多囊肝、多囊肾伴肝肾功能衰竭行肝肾联合移植
器官移植病人的护理专业知识培训
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三、移植免疫
（一）排斥反应的分类和机制
✓超急性排斥反应（hyperacute rejection) ✓加速血管排斥反应（accelerated vascular

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人工器官的应用和发展
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人工器官的应用和发展
器官移植面临的困境
❖世界卫生组织表明, 全世界需紧急器官移植手术的患者数量与所捐献人体器官的数量比为20∶1。
❖在中国每年有1000万心脏衰竭的患者, 其中200 万到300万人因心衰而死亡, 但是每年却只有50 个患者有机会接受心脏移植手术。
❖尸体供体是国内目前器官移植的主要供体, 占 97%以上。
人工器官的应用和发展
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肾透析与人工心脏先驱威廉·考尔夫
❖ 考尔夫1911年2月14日出生于荷兰，其父亲是一名医生，经营着一家肺结核病人疗养院。从小他就深深地受到这些病人的痛苦的感染，长大后他进入荷兰莱顿大学医学院学习。他在1991年的一份采访中说： “当我很小的时候，我并不想成为一名医生，因为我不想看着人们死去。后来，我制造医学仪器的目的就是要阻止人们的死亡。”考尔夫最大的成就是发明了最初的肾透析仪和首个人工心脏，因为卓越的医学贡献，他于2002年获得了拉斯克医学奖。考尔夫一生共发表了超过425篇论文，总被引次数超过5500次。
❖ 下面就目前研究的热点——人工心脏，来谈谈人工器官技术发展过程中不断认识的过程。
人工器官的应用和发展
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人工心脏的发展人工心脏
VAD
暂时性, 部分取代心脏的辅助性人工心脏,
TAH
长期性, 取代整个心脏的全人工心脏.
人工器官的应用和发展
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❖ 目前VAD（辅助性人工心脏）已运用于临床，但
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其它条件
应具有一定的生物可穿透性, 体液可能渗透, 新骨组织能够长人。材料本身还应容易加工成形, 使用操作方便。生物材料的价格必须适中, 患者经济上应能够承受。
Video
人工器官的应用和发展
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❖ 一个新技术的成熟需要不断的实践和探索，相较于已经发展较为成熟的人工肾、人工关节技术，人工心脏的研究目前还处在临床试验阶段，而我们可以就试验中的困难来认识人工器官技术成熟过程中所需要克服的难题和存在的问题。
使用“柏林心”，完
人工心脏获得美国食品
维克”的人工心脏生
成了亚洲首例人工心
与药品管理局(FDA)的批
活了112天，最终他因
脏植入手术，但据透
准，成为世界上首个正
严重的并发症而去世。露，患者在手术后十
式进入临床使用的人工
几天就死亡。
心脏。
人工器官的应用和发展
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利与弊
❖延长生命长度 VS 降低生命质量 ❖商业量化生产 VS 个人体质差异 ❖材料不断完善 VS 变相人体试验 ❖新兴事物突破 VS 传统思想观点
人工器官的应用和发展
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类型
人工器官的应用和发展
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❖ 人工器官的发展不是一帆风顺的，对它的认识也是循序渐进的，随着人们的不断探索，面对长久以来制约人工器官发展的条件，不断加以改进、突破，使得现在的人工器官技术日渐成熟。
排斥反应
抗凝血
并发症
❖ 制约人工器官的因素有哪些呢？
材料的耐用性
价格昂贵
…….
❖ 其不仅需要各专业人员对于医学材料的研究，也需要临床医生对于试验过程中利弊的权衡和完善。
❖ 相信，随着科研人员的进一步有效而规范化的试验，人类生命的质量将不断提高。能够减少并发症，并且有效期延长的人工器官将不是梦想。
人工器官的应用和发展
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人工器官的应用和发展
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人工器官发展中的重要事件
❖1943年考尔夫 “人工肾”即血液透析仪的出现
❖1957年考尔夫开始研究“人工心脏”
❖1960年 Starr的人造球型瓣膜更换二尖瓣成功
❖1979年贾伟特博士研究的人工心脏成功植入小牛体内,并存活了221天
❖1982年考尔夫将7型人工心脏植入61岁患者体内并获得成功，患者延长生命112天
❖ 卫生部新闻：死刑犯是我国目前器官移植的主要来然源而。，对于死刑犯器官是否能用于移植的问
题一直是有争议的。
人工器官的应用和发展
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生物医学材料学的发展
❖ 生物材料学是研究植人人体内材料的微观结构、宏观性能、及其与人体组织相互作用时的生物理化性能变化的一门科学。
❖ 它的主要任务是探索人工合成与制造的这种无生命材料如何替代有生命的组织, 并参与生命组织正常的新陈代谢, 共同承担其生命功能的机理, 同时揭示出人体器官的形成过程及奥秘。
人工器官的应用和发展
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理想的人工器官应具备的条件
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生物学条件
生物相容性好, 对人体无毒和无过敏反应, 对机体无免疫排异反应。不致引起周围组织产生局部或全身性反应,应具有抗凝血和抗血栓性能。
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力学条件
人工器官首先必须具备安全可靠性, 要求它应有良好的抗拉强度、压缩强度、弯曲强度、剪切强度及合适的弹性模量和硬度等。
因其只能暂时性的维持和辅助循环，并不能代替
心脏移植根本性地解决心脏衰竭的问题，因此大
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人工器官的应用和发展
6定义Βιβλιοθήκη ❖ 人工器官是指替代天然器官的结构或功能的人工装置, 它是在现代工程技术已经逐步发展了很多生物医学材料的基础上制作而成的。
❖ 种类：人工器官已有血管、心瓣膜、心脏、心肌、喉头、气管、胸壁、横膈、胸膜、腹膜、食管、胆管、肝、角膜、晶体、耳、睾丸、子宫、骨、关节等等不同类型的器官。
❖ 然而我们并不能因为这些矛盾而终止对于科学的认识，事物的发展是曲折迂回的，只有在不断的否定中完善所存在的不足，加强人体器官研究过程中的管理规范化，临床试验的标准化发展以及对于材料的不断改进才能达到对立面的融合。
人工器官的应用和发展
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人工器官技术的展望
❖ 采用无生命的生物材料来取代有生命的人体组织、并共同承担起生命之功能, 是长期而艰巨的科研课题。