生物医用材料专题7人工心瓣膜

专题、人工心瓣膜

瓣膜相当于单向阀门，人的心脏中有四个心瓣膜，保证血液向一个方向流动。在这四个心瓣膜中，左心室的两个瓣膜容易失效，其中又以主动脉瓣最易失效。（？）

这类病例可以通过置换人工心瓣膜继续生存。目前，临床上使用机械型和生物型两种人工心瓣，各有特点和适应症。

机械式瓣膜的特点：

（1）使用寿命长，适合年轻的患者使用；

（2）尽管瓣膜涂层有较好的血液相容性，但是瓣膜的抗凝血能力仍然低，患者需要长期服用抗凝血药物以抵抗表面凝血。

生物瓣膜的特点和适应症：

(1) 生物瓣膜使用寿命较短，血液回流比机械瓣大；

(2) 相对来讲，生物瓣膜抗凝血性能优于机械瓣，因此适合于年老的患者，或不能长期服用抗凝血药物的患者。

机械式瓣膜和生物瓣膜的特点是如何形成的呢？是因为制作材料不同。

机械式瓣膜材料选用金属钛、聚合物、碳纤维等制作，表面有涂层，比如各向同性热解碳涂层，以改善血液相容性，坚固结实寿命长，尽管瓣膜涂层有较好的血液相容性，但是瓣膜的抗凝血能力仍然偏低，患者需要长期服用抗凝血药物以抵抗表面凝血，老年人肝肾等器官老化，无法承受药物负荷。

生物瓣膜用猪或牛心包，采用生物固定技术，经交联处理后制得。固定交联剂一般采用戊二醛。因此存在戊二醛渗出的毒性问题和寿命短问题，优点是生物相容性优于机械式瓣膜的涂层，不用服抗凝血药物，适合于老年人。

生物瓣膜质量的关键是交联，目前临床用的生物瓣膜大多是经戊二醛交联制备的，20世纪60年代末开始用于临床。

戊二醛通过直接交联胶原纤维中的赖氨酸和精氨酸等碱性氨基酸残基使胶原纤维发生交联。戊二醛交联的瓣膜因残余的戊二醛缓慢释放有一定的毒性。

近年来，在交联剂的开发上出现新的进展。如：2001年T.J.Koob等发现从杂酚油灌木(Larrea divaricata)中分离提取出来的一种二元酚，3，4-二羟基愈创木酸（NDGA），是一种优良的胶原蛋白交联剂。

用NDGA交联的胶原纤维拉伸强度和弹性模量比用戊二醛交联的分别高出50%和20%。NDGA无毒性，使用它交联的心瓣膜具有优良的生物相容性。

机械式瓣膜需要进一步开发优良涂层，生物瓣膜需要更好的交联剂，第三个方向就是用组织工程制备心脏瓣膜（参见组织工程相关内容）。