人工器官中應用高分子材料下

1、人工器官中應用高分子材料下人工膀胱是一種替代膀胱的人工裝置，對膀胱腫瘤或因病變所致膀胱攣縮等癥，患者在施行膀胱摘除術時，植入人工膀胱儲存和排除尿液，不僅可維持患者正常生活，而且可以克服一般尿道改道等手術帶來的各種并發(fā)癥及給患者生活帶來的不便。早期采用自體腸管組織移作人工膀胱，至今仍在臨床廣泛應用。五十年代末和六十年代初，Bohne、田口等利用上皮細胞的再生能力研制各種類型的膀胱支架，使人工膀胱向體內植入型發(fā)展。自從年Friedm等用硅橡膠制成人工膀胱、聚四氟乙烯制成輸尿管和尿道，置狗腹腔內實現有效排尿以來，許多作者用各類型高分子材料研制人工膀胱并進行了大量動物實驗，取得了很大進展。一、人工膀胱

2、的類型有生物材料的、非生物材料的及全置換體內植入型三種：.生物材料的人工膀胱自體組織移作人工膀胱：臨床主要應用腸代膀胱，通過對腸管的選擇、輸尿管腸吻合技術、尿糞合流與分流手術的設計以及術后并發(fā)癥防治等的基礎研究，發(fā)展了各種腸管重建輸尿管和膀胱手術。異體組織移作人工膀胱：主要指用其它生物體的生物膜，經一定處理后作為人工膀胱支架植入全切膀胱患者體內。例如：采用經化學處理的牛心包組織制做人工膀胱。 .非生物材料人工膀胱體外留置型人工膀胱：指采用各種造口術，用引流管將尿液引至體外、用集尿袋作人工膀胱積蓄尿液。膀胱的移行上皮細胞再生型人工膀胱：利用膀胱的移行上皮細胞具有良好再生能力的原理，在膀胱切除后，

3、盆腔內設置膀支架，使殘留的膀胱及尿道組織沿支架再生成一個膀胱，最后去除埋入的膀胱支架。其膀胱支架可分為兩類：其一是不能吸收的膀胱支架。例如用聚乙烯或明膠海綿等材料制成的膀胱支架，這種支架在用后需自體內取出；其二是生物降解材料制膀胱支架。例如以聚氨基酸膜做膀胱支架材料。.全置換體內植入型人工膀胱 由人工輸尿管、單向止逆瓣、集尿器、人工括約肌裝置和人工尿道五個部分組成。上聯單向止逆瓣防止尿液返流腎臟，下接人工括約肌以控制尿液的排放。二、人工膀胱的材料 作為人工膀胱用的非生物材料必須具備如下條件： .組織相容性：人工膀胱材料必須和盆腔周圍及輸尿管、尿道組織有良好的組織相容性，否則易產生炎癥，繼發(fā)感染

4、發(fā)生膿腫。 .尿液相容性：人工膀胱的內面相當于人體膀胱的粘膜，長期與尿中的各種有機、無機成分接觸，應不產生鈣質沉積及誘發(fā)結石生成。長期應用，材料的機械物理性能不發(fā)生明顯變化，保持一定的強度和柔韌性。 .對泌尿系統(tǒng)其它器官不產生刺激，不導致尿路梗阻、炎癥、致癌及誘發(fā)泌尿系本身的疾病。 .密封性良好，與輸尿管、尿道易于縫合及結合，不產生漏尿，如發(fā)生漏尿則可引起致命的腹膜炎。 .易于手術及消毒。 全置換人工膀胱用過的材料有硅橡膠、聚四氟乙烯、滌綸、聚丙烯、聚氨酯、天然橡膠。再生型人工膀胱支架用過的不能降解材料有聚乙烯海綿、白明膠海綿和天然膠乳、nobecutan涂層紙，能降解材料有聚氨基酸、戊二醛處

5、理牛心包等。 三、人工膀胱的研究方向 .注意全面模擬人體膀胱功能。 例如，人工膀胱排尿時不能排盡尿液，易由于細菌感染而使殘尿產生沉淀，進而導致結石的形成；蓄尿時膀胱內壓應控制在 cm水柱左右，大高的壓力易產生材料對組織長期性刺激。 .新的單向止逆瓣的研制。這是防止尿液從膀胱返流入腎導致長期腎積水而產生腎導致長期腎積水而產生腎功能衰竭的措施。 .由于近年對膀胱癌行全摘術時主張將尿道摘除，因此，人工膀胱須設人工括約肌裝置。 .繼續(xù)研究新的人工尿道與人工輸尿管軟質硬材料，以替代傳統(tǒng)的聚乙烯等材料，使與人體組織的縫合性能提高，使漏尿等生理現象得到克服。第四節(jié) 人工皮膚(Artificial Skin)

6、一、概述 據統(tǒng)計美國每年約有一萬人因燒傷而喪生，約有萬人在醫(yī)院接受燒傷治療。日本的資料表明，它們每年萬人口中就有約人燒傷，其中最重為人，死亡為人。 由于皮膚燒傷受損，它保持機體分泌、排泄、調節(jié)體溫及感覺等功能均損失。就以水分以皮膚的蒸發(fā)為例，受傷皮膚表面水分的損失比正常皮膚高倍。同時，體液內的蛋白、離子等有效成分也與滲出液一起丟失。 為治愈燒傷皮膚，解決感染和體液丟失兩大問題。一般采用自體皮膚移植或采用他人的皮膚（同種異體）進行移植。 由于皮膚來源困難，同種異體還有免疫排斥的問題，具有一定皮膚功能的材料應用而生。二、人工皮膚的材料 人工皮膚的主要作用概括三個方面：第一防止水分和體液從創(chuàng)面蒸發(fā)與

7、流失第二預防感染第三使肉芽和上皮細胞逐漸成長，促進治愈。因此對人工皮膚材料的基本要求包括：（）類似皮膚的柔軟性和濕潤性。（）與創(chuàng)面組織能貼緊，并具有相容性；（）防止創(chuàng)面引起水分和體液的損失。（）具有吸收創(chuàng)面滲出液的特性。（）類似皮膚的透濕性，水蒸汽透過速率最好在 mg/cm2hr。（）無毒、無刺激不引起免疫反應。（）易于消毒保存。（）治愈后易于脫落。 從材料結構上分，人工皮膚的材料可分為合成高分子和生物高分子材料兩大類。.合成高分子材料臨床應用的有二種形式，一種是合成纖維織物織成絲絨狀表面以利于人體組織的長入和固定，織物的基底層涂布硅橡膠或聚氨基酸。另一種是聚乙烯醇、聚氨酯、硅橡膠、聚乙烯、聚

8、四氟乙烯多孔薄膜性能優(yōu)異，厚度為微米的硅橡膠薄膜水蒸汽透過性為 mg/cmhr，它與創(chuàng)面密合性良好，有效地防止細菌侵入引起的感染.生物高分子材料 臨床應用的有二類。一類是同種異體或異種組織，如人或動物的羊膜、腹膜和皮膚，其中以同種異體皮最好，但來源困難。異種皮中較理想的是豬皮，其結構近似人皮，但使用制備工作較復雜，且有免疫反應。 另一類是膠原蛋白。膠原是蛋白質，廣泛存在于哺乳類動物體內，關鍵是要將膠原的抗原基團去除，膠原蛋白對組織有良好的親和性，與創(chuàng)面貼附好，能被消化吸收，抗原性微弱，對組織修復有促進作用，又是上皮細胞生長良好的基底。 實際上臨床應用效果較好的人工皮膚大多是復合結構的，外層材料

9、，多選用硅橡膠、聚具有屏障作用，可防止蛋白質、電解質的丟失和細菌的侵入，并可控制水分的蒸發(fā)。內層材料多選用各種膠原蛋白薄膜或絨片。三、臨床應用的人工皮膚 .二度燒傷和供皮創(chuàng)面用人工皮膚 （）和合成敷料（Abrahans)由聚甲基丙烯酸羥乙酯（）和聚乙二醇（）兩部分組成，在創(chuàng)面上結合，直接形成保護膜。方法是創(chuàng)面清創(chuàng)后，在無菌下將涂于創(chuàng)面，再將分子量為萬，密度為.73 g/cm3，目的粉末均勻撒于其上，數分鐘即形成薄膜，半小時后即干燥成膜。 此種合成敷料與創(chuàng)面貼緊、柔軟，能透氣透濕，透明度好，便于觀察創(chuàng)面，且有抑菌作用，并可防止膜外細菌侵入。 （）Biobrane人工皮 外層由極薄的多孔硅橡膠膜與針織尼龍纖維粘合而成，此種人工皮膚貼附性好，彈性好，伸展性大。適用于二度燒傷創(chuàng)面。.三度燒傷創(chuàng)面人工皮膚（）尼龍硅橡膠復合人工皮將尼龍絨片貼于硅佼膜上加壓即成。改用泡沫硅像膠作外層，其彈性、柔軟性、透氣和透濕性均有所提高，但對自體皮擴展影響不明顯。（）硅橡膠一多孔膠原軟骨素硫酸鹽原纖維人工皮外層為硅像膠，內層由牛皮膠皮與沙魚軟骨的硫酸軟骨素組成。即膠原加入硫酸軟骨素溶液內沉淀（pH3.2)，脫醛凍干成無菌膜，再將硅橡膠于無菌液態(tài)狀況下粘合于無菌真皮層上，固化、定型，保存于無菌聚乙烯塑料袋內密封備用。其表皮層的排水量與正常皮膚相