覃韜

摘 要：本文按照人體系統(tǒng)劃分，分別對心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、消化系統(tǒng)中的人工心臟、人工腎、人工肺、人工肝等人工器官進行介紹。

關(guān)鍵詞：器官移植;人工心臟;人工肺;人工腎;人工肝

人工器官是生物材料、外科醫(yī)學(xué)、生物工程學(xué)、醫(yī)學(xué)儀器共同發(fā)展結(jié)果。鑒于如今臨床上對器官移植需求量迅速增長的形式，而人體的同種移植來源又相當(dāng)有限，同時器官移植仍存在很多問題，以至于每年有大量器官、器件和組織缺損的患者不能得到及時治療，因此大力發(fā)展人工器官將是未來發(fā)展的必然趨勢。

一、心血管系統(tǒng)人工器官

心血管系統(tǒng)是將氧、各種營養(yǎng)物質(zhì)供給器官和組織，并將組織代謝的廢物，如二氧化碳、尿素、尿酸等運送到排泄器官，同時把內(nèi)分泌器官所分泌的特殊代謝產(chǎn)物，如激素等通過血液循環(huán)輸送到身體的其他部分，借以調(diào)節(jié)有機體生長發(fā)育的系統(tǒng)。心血管系統(tǒng)人工器官主要包括人工心瓣、人工心臟輔助、全人工心臟等。

（一）人工心瓣

人工心瓣是指用人造材料或者生物組織材料加工而成的可以用來代替病損心臟瓣膜功能的人工器件。當(dāng)天然心瓣發(fā)生狹窄或畸形、不能開啟、閉鎖不全、鈣化等故障或病癥，而不能很好地完成單向止逆閥的功能時，便需要更換人工替代物，代行天然心瓣的功能。人工心瓣按材料可以分為生物瓣與機械瓣。

人工機械瓣可分為四大類：籠球瓣、籠碟瓣、斜碟瓣、雙葉瓣。幾乎所有的人工機械心瓣都是由瓣環(huán)、瓣架和阻塞體三個部分組成。其中瓣環(huán)用于固定瓣架和安裝縫合環(huán)的環(huán)體;瓣架用于支撐阻塞體和限制阻塞體的位置及運動距離;阻塞體相當(dāng)于天然心瓣的瓣葉，起單向閥的作用。機械瓣主要問題是組織相容、血液相容性的問題始終存在，將會導(dǎo)致凝血和血栓。生物瓣主要指用來自生物體的材料，制成代替天然心瓣行使單向止逆閥功能的裝置，又可分為同種生物瓣和異種生物瓣。生物瓣改善了機械瓣存在的一些基本問題，如：抗感染能力更強，血相容性好，血栓率低;中心流型，血流狀態(tài)接近天然心瓣的狀態(tài)。然而由于組織破損等退化性變化，易使生物瓣發(fā)生營養(yǎng)不良性鈣化。

（二）人工心臟輔助

人工心臟輔助（VAD）作為人工心臟的初步，又可稱為機械循環(huán)支持系統(tǒng)。全人工心臟輔助主要有兩類，即IABP（主動脈內(nèi)氣囊反博）和LVAD（左心室輔助）。IABP用于搶救心肌缺血性心臟病和心源性休克病人，在病人尚有血壓維持時，用機械法將外界能量引入循環(huán)系統(tǒng)，以支持病人的血液循環(huán)。主要操作是將一根帶有氣囊的導(dǎo)管插入主動脈，配合病人心臟的收縮與舒張進行抽吸與加壓，幫助心臟工作。倘若病人血壓已經(jīng)不能維持，使用LVAD能有效減輕左心室的前負擔(dān)，可更好的改善冠脈灌注及其它動脈灌注。LVAD由工作部分、驅(qū)動部分、控制裝置組成，其中心部分是各種各樣的泵。

（三）全人工心臟

全人工心臟由兩個泵組成，分別替代天然心臟中的左右心室的博出功能，以此完成體循環(huán)和肺循環(huán)，以AbioCor為例，金屬鈦的心臟本體取代患者心臟的左右心室，微型鋰電池和控制系統(tǒng)植入患者的腹腔，外接電池安裝在腹部表皮下的插座向植入的微型鋰電池充電。

二、呼吸系統(tǒng)人工器官——人工肺

人工肺是一種代替人體肺排出二氧化碳、攝取氧氣，進行氣體交換的人造裝置，以工作原理可以分為直接接觸式和間接接觸式，其中間接接觸式血氣不接觸，避免了血細胞的破壞和蛋白質(zhì)變性，減少了氣栓的形成，現(xiàn)已逐步取代了直接接觸式。隨著技術(shù)的發(fā)展，人工肺在臨床上已有了種種應(yīng)用，下面介紹以下幾種。

（一）CPB（心肺旁路）

心肺旁路期間，血液繞過心臟和肺，為心臟手術(shù)提供安靜干爽的手術(shù)野。CPB的回路由氧合器、血泵、插管與管道、血液回收器、過濾器、熱交換器、控制系統(tǒng)組成。血泵和機械泵分別替代天然心和肺的功能，血液從腔靜脈通過引流旁路導(dǎo)管抽出，在體外血液獲得氧和排出二氧化碳，氧合后重新通過導(dǎo)管從主動脈弓回到體循環(huán)。

（二）ECMO（體外膜式氧合）和ECCOR（體外CO2排除法）

ECMO將60%-80%的心輸出量引入四肢頸部等處的血管，在體外的回路中進行膜式氧合，而后將血送回體內(nèi)，從而完成體外加氧和排出CO2。此方法對血液有較大破壞，容易引發(fā)血栓問題，需定時定量加入肝素抗凝。ECCOR在體外排除二氧化碳，用病人自身的肺給血液加氧，其處理血量降低為20%-30%。

（三）IVOX（靜脈血管內(nèi)氧合器或植入式人工肺）

IVOX是一種新型模式人工肺，不需附加體外循環(huán)回路，通過外科術(shù)將其植入人體的上下腔靜脈中，利用人體自身的循環(huán)系統(tǒng)工作。有比體外膜肺更長的使用時間，通常作為肺衰竭病人在肺移植前的一種過渡措施。據(jù)報道IVOX的植入時間可以達到29天。

三、泌尿系統(tǒng)人工器官——人工腎

人工腎是基于半透膜原理所構(gòu)建的一種能過濾清除血液毒素的裝置。根據(jù)半透膜原理，患者血液和透析液被透析膜的兩側(cè)反方向流動，利用濃度差和滲透壓進行擴散和滲透，從而清除血液中代謝廢物和有毒物質(zhì)，調(diào)節(jié)血液中的物質(zhì)平衡、酸堿平衡。如今，臨床上使用的多是中空纖維型透析器，此設(shè)備將10000根左右的中空纖維透析管嵌入聚氨酯罐中以保持纖維的位置并進行密封，具有體積小、小型化、輕量化的特點;透析面積大，可達2.5m2，超濾脫水和透析效率高。血液透析過濾很好的提供了腎臟的清除濾過功能，但卻不能行使天然心臟的自我平衡、代謝調(diào)節(jié)和內(nèi)分泌功能。

四、消化系統(tǒng)人工器官——人工肝

人工肝又稱人工肝支持系統(tǒng)，它借助體外機械、化學(xué)或生物性裝置，暫時或部分替代肝臟功能。通過人工肝支持，重型肝炎或肝衰竭的病人肝細胞得以再生，使可逆性肝損傷患者肝功能得到恢復(fù);人工肝可協(xié)助治療肝移植后的最初無功能狀態(tài)，是重型肝炎肝移植的橋梁;還可作為肝臟特殊或應(yīng)激情況下的輔助治療手段。按照人工肝組成及性質(zhì)可分為非生物型人工肝，生物型人工肝及組合型生物人工肝。由于肝衰竭患者血漿中毒性物質(zhì)對體外的肝細胞有損害，因此一般先用血漿置換去除患者血漿中的部分毒性物質(zhì)，再與反應(yīng)器中的肝細胞進行物質(zhì)交換，這種將非生物型人工肝與生物型人工肝結(jié)合的裝置即為組合型生物人工肝。由于其具有更高的效能，組合型生物人工肝已成為未來的發(fā)展趨勢。

參考文獻

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