人工器官中應(yīng)用高分子材料下

1、人工器官中應(yīng)用高分子材料下人工膀胱是一種替代膀胱的人工裝置，對(duì)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(shù)時(shí)，植入人工膀胱儲(chǔ)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(shù)帶來(lái)的各種并發(fā)癥及給患者生活帶來(lái)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(yīng)用。五十年代末和六十年代初，Bohne、田口等利用上皮細(xì)胞的再生能力研制各種類(lèi)型的膀胱支架，使人工膀胱向體內(nèi)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(nèi)實(shí)現(xiàn)有效排尿以來(lái)，許多作者用各類(lèi)型高分子材料研制人工膀胱并進(jìn)行了大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，取得了很大進(jìn)展。一、人工膀胱

2、的類(lèi)型有生物材料的、非生物材料的及全置換體內(nèi)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(yīng)用腸代膀胱，通過(guò)對(duì)腸管的選擇、輸尿管腸吻合技術(shù)、尿糞合流與分流手術(shù)的設(shè)計(jì)以及術(shù)后并發(fā)癥防治等的基礎(chǔ)研究，發(fā)展了各種腸管重建輸尿管和膀胱手術(shù)。異體組織移作人工膀胱：主要指用其它生物體的生物膜，經(jīng)一定處理后作為人工膀胱支架植入全切膀胱患者體內(nèi)。例如：采用經(jīng)化學(xué)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(shù)，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(xì)胞再生型人工膀胱：利用膀胱的移行上皮細(xì)胞具有良好再生能力的原理，在膀胱切除后，

3、盆腔內(nèi)設(shè)置膀支架，使殘留的膀胱及尿道組織沿支架再生成一個(gè)膀胱，最后去除埋入的膀胱支架。其膀胱支架可分為兩類(lèi)：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(nèi)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(nèi)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(gè)部分組成。上聯(lián)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?chē)拜斈蚬?、尿道組織有良好的組織相容性，否則易產(chǎn)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(nèi)面相當(dāng)于人體膀胱的粘膜，長(zhǎng)期與尿中的各種有機(jī)、無(wú)機(jī)成分接觸，應(yīng)不產(chǎn)生鈣質(zhì)沉積及誘發(fā)結(jié)石生成。長(zhǎng)期應(yīng)用，材料的機(jī)械物理性能不發(fā)生明顯變化，保持一定的強(qiáng)度和柔韌性。 .對(duì)泌尿系統(tǒng)其它器官不產(chǎn)生刺激，不導(dǎo)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(jié)合，不產(chǎn)生漏尿，如發(fā)生漏尿則可引起致命的腹膜炎。 .易于手術(shù)及消毒。 全置換人工膀胱用過(guò)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(guò)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(shí)不能排盡尿液，易由于細(xì)菌感染而使殘尿產(chǎn)生沉淀，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)石的形成；蓄尿時(shí)膀胱內(nèi)壓應(yīng)控制在 cm水柱左右，大高的壓力易產(chǎn)生材料對(duì)組織長(zhǎng)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(dǎo)致長(zhǎng)期腎積水而產(chǎn)生腎導(dǎo)致長(zhǎng)期腎積水而產(chǎn)生腎功能衰竭的措施。 .由于近年對(duì)膀胱癌行全摘術(shù)時(shí)主張將尿道摘除，因此，人工膀胱須設(shè)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(zhì)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(xiàn)象得到克服。第四節(jié) 人工皮膚(Artificial Skin)

6、一、概述 據(jù)統(tǒng)計(jì)美國(guó)每年約有一萬(wàn)人因燒傷而喪生，約有萬(wàn)人在醫(yī)院接受燒傷治療。日本的資料表明，它們每年萬(wàn)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(jī)體分泌、排泄、調(diào)節(jié)體溫及感覺(jué)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(shí)，體液內(nèi)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(wèn)題。一般采用自體皮膚移植或采用他人的皮膚（同種異體）進(jìn)行移植。 由于皮膚來(lái)源困難，同種異體還有免疫排斥的問(wèn)題，具有一定皮膚功能的材料應(yīng)用而生。二、人工皮膚的材料 人工皮膚的主要作用概括三個(gè)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(yù)防感染第三使肉芽和上皮細(xì)胞逐漸成長(zhǎng)，促進(jìn)治愈。因此對(duì)人工皮膚材料的基本要求包括：（）類(lèi)似皮膚的柔軟性和濕潤(rùn)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(lèi)似皮膚的透濕性，水蒸汽透過(guò)速率最好在 mg/cm2hr。（）無(wú)毒、無(wú)刺激不引起免疫反應(yīng)。（）易于消毒保存。（）治愈后易于脫落。 從材料結(jié)構(gòu)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(lèi)。.合成高分子材料臨床應(yīng)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(zhǎng)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(guò)性為 mg/cmhr，它與創(chuàng)面密合性良好，有效地防止細(xì)菌侵入引起的感染.生物高分子材料 臨床應(yīng)用的有二類(lèi)。一類(lèi)是同種異體或異種組織，如人或動(dòng)物的羊膜、腹膜和皮膚，其中以同種異體皮最好，但來(lái)源困難。異種皮中較理想的是豬皮，其結(jié)構(gòu)近似人皮，但使用制備工作較復(fù)雜，且有免疫反應(yīng)。 另一類(lèi)是膠原蛋白。膠原是蛋白質(zhì)，廣泛存在于哺乳類(lèi)動(dòng)物體內(nèi)，關(guān)鍵是要將膠原的抗原基團(tuán)去除，膠原蛋白對(duì)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(duì)組織修復(fù)有促進(jìn)作用，又是上皮細(xì)胞生長(zhǎng)良好的基底。 實(shí)際上臨床應(yīng)用效果較好的人工皮膚大多是復(fù)合結(jié)構(gòu)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(zhì)、電解質(zhì)的丟失和細(xì)菌的侵入，并可控制水分的蒸發(fā)。內(nèi)層材料多選用各種膠原蛋白薄膜或絨片。三、臨床應(yīng)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(jié)合，直接形成保護(hù)膜。方法是創(chuàng)面清創(chuàng)后，在無(wú)菌下將涂于創(chuàng)面，再將分子量為萬(wàn)，密度為.73 g/cm3，目的粉末均勻撒于其上，數(shù)分鐘即形成薄膜，半小時(shí)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(guān)察創(chuàng)面，且有抑菌作用，并可防止膜外細(xì)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(fù)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(duì)自體皮擴(kuò)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(nèi)層由牛皮膠皮與沙魚(yú)軟骨的硫酸軟骨素組成。即膠原加入硫酸軟骨素溶液內(nèi)沉淀（pH3.2)，脫醛凍干成無(wú)菌膜，再將硅橡膠于無(wú)菌液態(tài)狀況下粘合于無(wú)菌真皮層上，固化、定型，保存于無(wú)菌聚乙烯塑料袋內(nèi)密封備用。其表皮層的排水量與正常皮膚相