人工生物瓣膜的应用及策略
生物材料在人工器官制造中的应用
生物材料在人工器官制造中的应用随着科技的不断进步，生物医学工程领域也取得了显著的发展，其中生物材料的应用在人工器官制造中发挥着重要的作用。
生物材料是一种能与生物体相互作用并能用于医疗用途的材料，其应用范围涵盖了人工器官、组织工程、药物传输等领域。
本文将探讨生物材料在人工器官制造中的应用，以及这些应用对于改善人类健康和生活质量的重要性。
一、心脏起搏器与人工心脏瓣膜心脏起搏器和人工心脏瓣膜是生物材料在人工器官制造中的重要应用。
心脏起搏器通过电信号的传导帮助心脏维持正常的心律，对于心脏病患者来说，起搏器是一种重要的生命支持装置。
起搏器的材料必须具备良好的生物相容性，能够与心脏组织相互作用而不引起排斥反应。
常用的心脏起搏器材料包括钛合金和聚合物，它们的特殊性能使其能够承受心脏蠕动和人体的其他运动。
人工心脏瓣膜的制造同样依赖于生物材料。
人工瓣膜需要具备高度的可靠性和长期使用的耐久性，同时必须具备与人体血液和心脏组织相适应的特性。
常用的人工心脏瓣膜材料包括生物材料（如瓣膜的动物来源和人源材料）和合成材料（如金属和陶瓷）。
这些材料在人工心脏瓣膜的制造中发挥了重要的作用，帮助患者重获健康。
二、人工关节与骨科植入物人工关节是生物材料在人工器官制造中的又一重要应用。
随着人口老龄化程度的加剧，关节疾病的发病率不断上升，而人工关节成为了治疗关节疾病的有效手段。
人工关节需要具备与人体骨骼相匹配的特性，以实现良好的运动功能。
常用的人工关节材料包括金属合金（如钛合金和钴铬合金）和聚乙烯（如超高分子量聚乙烯），它们具备耐久性和生物相容性。
除了人工关节，骨科植入物也是生物材料的重要应用之一。
骨科植入物主要用于骨折修复和骨缺损修复。
传统的骨科植入物包括金属板和螺钉，然而，这些植入物存在着与人体骨骼相不匹配的问题，而生物材料的应用则能够解决这一问题。
生物材料植入物可以与骨骼逐渐融合，提供稳定的支持和修复功能。
生物陶瓷、聚合物和可降解材料等都是常用的骨科植入物材料。
人造心脏瓣膜的选择
人造心脏瓣膜的选择
人造瓣膜分两大类：生物瓣膜和机械瓣膜。
一、生物瓣膜有良好的血液动力学，血栓栓塞率低，可不需要长期抗凝治疗，但是生物瓣膜的最大缺点是耐久性差。
因此生物瓣膜主要用于以下患者：
1.希望妊娠的育龄妇女；
2.就年龄而言，60岁以上患者应首选生物瓣，50岁以下宜选择机械瓣，这样可以保证其耐久性，并避免生物瓣在青少年中发生钙化而需二次换瓣手术；
3.有出血性素质和出血性疾病以及其它原因而不能接受长期抗凝治疗的患者；
4.根据病人的经济条件和保健条件，在农村无法进行抗凝治疗者宜选用生物瓣；
5.三尖瓣是所有瓣膜置换栓塞中血栓栓塞率最高的部位，这可能与此部位压力低，血流缓慢有关。
临床观察在三尖瓣部位血栓栓塞率以碟瓣最高，球瓣次之，生物瓣膜最低，因此三尖瓣部位的瓣膜置换采用生物瓣膜比较理想。
二、机械瓣的耐久性好，可终生使用，适用人群广泛，缺点是需终生服用抗凝药物，蔡松旺主治医师
中山大学附属第三医院胸心外科
【注意事项】
大家在用药的时候，药物说明书里面有三种标识，一般要注意一下：
1.第一种就是禁用，就是绝对禁止使用。
2.第二种就是慎用，就是药物可以使用，但是要密切关注患者口服药以后的情况，一旦有不良反应发生，需要马上停止使用。
3.第三种就是忌用，就是说明药物在此类人群中有明确的不良反应，应该是由医生根据病情给出用药建议。
如果一定需要这种药物，就可以联合其他的能减轻不良反应的药物一起服用。
大家以后在服用药物的时候，多留意说明书，留意注意事项，避免不良反应的发生。
本文到此结束，谢谢大家!。
心脏瓣膜替代治疗指南
心脏瓣膜替代治疗指南介绍心脏瓣膜替代治疗是一种手术方法，用于修复或替换心脏瓣膜的功能。
本指南旨在提供心脏瓣膜替代治疗的相关信息和建议，以帮助医务人员进行适当的诊断和治疗。
适应症心脏瓣膜替代治疗适用于以下情况：- 心脏瓣膜发生严重狭窄或关闭不全，导致心功能不全或心脏功能下降的患者。
- 心脏瓣膜损坏或受损，且无法通过其他治疗方法修复的患者。
治疗方法心脏瓣膜替代治疗有两种主要方法：1. 人工瓣膜替代：将损坏的瓣膜完全替换为人工瓣膜，可选择机械瓣膜或生物瓣膜。
- 机械瓣膜：由金属和塑料制成，耐用但需要服用终身抗凝药物以防止血栓形成。
- 生物瓣膜：由动物组织或人工材料制成，不需要长期服用抗凝药物，但寿命相对较短。
2. 自体瓣膜替代：使用患者的自体组织修复或替换损坏的瓣膜。
- 这种方法可以采用不同的技术，如自体组织修复、膜片重建或阀扩张。
术后护理心脏瓣膜替代手术后，患者需要密切关注，因为手术后的康复过程需要时间和恢复。
- 医务人员应监测患者的心脏功能、疼痛程度和血液指标，并及时处理任何并发症。
- 患者应遵循医生的建议，进行恢复训练和药物治疗，并定期进行复查和随访。
风险和并发症心脏瓣膜替代治疗虽然可以带来良好的效果，但也存在一些风险和并发症，包括：- 术后感染- 出血或血栓形成- 心律失常- 阀口狭窄或关闭不全- 麻醉反应或过敏反应结论心脏瓣膜替代治疗是一种常见且有效的治疗方法，可以帮助改善心脏瓣膜疾病的症状和功能。
然而，在决定进行手术之前，医务人员应仔细评估患者的病情和手术风险，并与患者进行详细的讨论和沟通。
国产人工心脏瓣膜综述
国产人工心脏瓣膜综述
王睿李海平郑光明马利川
北京思达医用装置有限公司
人工心脏瓣膜是指可植入心脏内
代替心脏瓣膜，具有天然心脏瓣膜功
能的人工器官。
当心脏瓣膜病变严重
而不能采用瓣膜分离手术或修补手术
来恢复或改善瓣膜功能时，则须采用
人工心脏瓣膜置换术。
人造心脏瓣膜主要分为２大类：一
是机械瓣，二是生物瓣。
我国机械瓣使
用量在９０％以上，生物瓣的使用量不到
１０％，造成这种情况的主要原因是我国
瓣膜以风湿性心脏病应用为主，病人多
为２０～４０岁的青壮年。
由于生物瓣耐
久性差（７～１０年即损坏），１０多年后需
进行第２次换瓣手术，而机械瓣可终身
植入，因此机械瓣更适合我国国情。
本
文就国内机械瓣膜市场、产品性能比较
及发展趋势做一评述，以期对我国机械
心脏瓣膜产业的推进发展有所裨益。
中可以ｊ
七比较
Ｅ量比较
１０． ３９６９／ｊ． ｉｓｓｎ． １００８－８９２Ｘ． ２０１１．０８．００３
国产人工心脏瓣膜综述
作者：王睿， 李海平， 郑光明， 马利川
作者单位：北京思达医用装置有限公司
刊名：
新材料产业
英文刊名：Advanced Materials Industry
年，卷(期)：2011(8)
本文链接：/Periodical_xclcy201108003.aspx。
生物材料在医学上的应用前景
生物材料在医学上的应用前景生物材料在医学领域的应用前景可谓广阔，其中包括人工心脏瓣膜、组织工程、药物缓释以及生物传感器等方面。
本文将就这些方面一一进行探讨。
一、人工心脏瓣膜人工心脏瓣膜主要用于修复和替代患者心脏中出现的瓣膜疾病。
目前广泛应用的人工瓣膜分为机械瓣膜和生物瓣膜两种，而生物瓣膜中的主要材料就是生物材料。
生物瓣膜采用动物组织制成，具有与人体组织相似的外形和生物学特性，能够减少血栓形成和感染的风险，同时也降低了使用机械瓣膜所带来的血栓形成和出血的风险。
因此，生物瓣膜被认为是一种更好的选择，具有更广阔的应用前景。
二、组织工程组织工程是一门借助生物材料和细胞技术来修复和再生人体组织的学科。
目前，生物材料在组织工程中扮演着重要的角色。
通过将细胞与生物材料结合起来，可以制造出具有细胞活力的人工组织，如人工骨骼、软骨和皮肤等。
这些人工组织的应用可以帮助重建患者的受损组织，提高治疗效果和生活质量。
同时，生物材料的设计和改良也可以促进细胞的生长和分化，有助于加速人工组织的形成和恢复。
三、药物缓释生物材料在药物缓释方面也有着广泛的应用。
通过将药物包裹在生物材料中，可以实现药物的缓慢释放，延长药物的作用时间，减少用药频率。
例如，一些医用植入物如钛合金支架常用于修复骨骼缺损。
在这些支架材料中，可以添加药物，如抗生素，以预防感染。
同时，生物材料还可以作为药物传递的载体，将药物运送到特定的治疗部位，提高治疗的准确性和效果。
四、生物传感器生物传感器是一种可以检测和测量生物体内生理状态和病理变化的装置。
生物材料在生物传感器中具有重要的作用。
例如，利用生物材料制成的生物传感器可以检测血液中的葡萄糖含量，帮助糖尿病患者监测血糖水平。
此外，还有利用生物材料制作的生物传感器可以检测生物分子、细胞和细菌等，用于早期疾病的诊断和治疗。
综上所述，生物材料在医学上的应用前景广泛且多样化。
人工心脏瓣膜的使用可以帮助患者恢复心脏功能，组织工程可以帮助重建受损组织，药物缓释可以提高药物的治疗效果，生物传感器则可以帮助检测和监测生理状态和病理变化。
说话瓣膜的原理及应用
说话瓣膜的原理及应用1. 什么是说话瓣膜说话瓣膜是一种存在于人类喉咙中的生物组织，是喉头内部的一部分，具有重要的语音功能。
它是由肌肉、韧带和膜组成的弹性结构，位于声门上方，能够控制气流通过，产生不同的声音。
2. 说话瓣膜的结构•声带–声带是说话瓣膜的主要部分，位于喉咙的前部。
每个人都有两个声带，它们呈’V’型排列，通过共振与震动产生声音。
•会厌–会厌是一块位于口腔后部的软组织，可以阻挡固体食物进入气道。
在发声时，会厌会协助控制气流的路径。
3. 说话瓣膜的工作原理当我们说话时，空气从肺部被推送到喉咙中。
喉咙中的气流通过说话瓣膜产生声音。
1.发声：空气通过声门，声带接触并振动，产生声波。
2.共振：声波经过喉头和口腔的空腔，与舌头、牙齿等共同作用，改变音调和声音的色彩。
3.造音：喉头的肌肉运动调整声带的张力和长度，产生不同的音调和音质。
4. 说话瓣膜的应用说话瓣膜在日常生活中有着广泛的应用，特别是在语音和语言领域。
4.1 语音治疗对于一些由于声带功能障碍而导致言语障碍的人来说，语音治疗是帮助他们恢复正常发声能力的重要手段。
在语音治疗过程中，通过训练和练习，患者可以学会正确利用说话瓣膜并调节气流，从而改善发音和语音流畅性。
4.2 语音识别技术说话瓣膜的研究也对语音识别技术的发展起到关键作用。
通过对说话瓣膜的运动和振动进行分析，可以提取出一系列特征，用于语音识别算法。
这些特征可以帮助计算机系统准确识别和理解人类的语音指令和对话。
4.3 语音合成技术在语音合成技术中，说话瓣膜的运动和振动模式被模拟和重建，从而产生逼真的合成语音。
这对于需要人机交互的应用场景非常重要，比如自动语音导航、智能音箱等。
4.4 发声艺术说话瓣膜的运动和振动是发声艺术的基础。
戏剧、歌唱、电影配音等领域都在一定程度上依赖说话瓣膜的运动和控制。
艺术家们通过训练和技巧，可以灵活地运用说话瓣膜，创造出令人动容的声音效果。
结论说话瓣膜是人类声音产生、语言交流的重要组成部分。
生物材料在人工器官和人工组织上的应用
生物材料在人工器官和人工组织上的应用生物材料是指人工制造的一种类似于人体组织的物质，可以用于人工器官和人工组织的制造。
生物材料在临床医学中应用广泛，如牙科修复、器官移植、组织修复等领域。
本文将围绕生物材料在人工器官和人工组织上的应用展开探讨。
一、生物材料在人工器官上的应用人工器官的制造是医学界长期以来的一个难题。
人工器官的成功制造需要具备丰富的生物材料经验和深厚的医学知识。
生物材料在人工器官上的应用，可以减轻患者的痛苦，提高生命质量。
以下是一些典型的应用情况：1. 人工心脏瓣膜随着人口老龄化和心血管疾病的高发率，世界各地的医院越来越多地选择使用人造心脏瓣膜进行手术。
现在，用于瓣膜制造的生物材料主要有牛、猪的心脏瓣膜和人工材料，其中牛和猪的心脏瓣膜是最具常见性的原料。
这些瓣膜可以与患者的组织相容，从而降低排异反应的风险。
人造心脏瓣膜的应用，使得传统的心脏手术相比得以实现更加轻便、安全、易于上手。
2. 人工听力系统人工听力系统是一种由生物材料组成的有机物质，它能够取代人类耳鼓、塞进中耳。
人工听力系统由三部分组成：一是外部音源，是一个可穿戴、类似于耳机的仪器，可以把声音输入到分离开的电容微麦克风中；二是处理器，把声音转变为数字信号，并通过电线或无线方式传送到组成听觉神经的电子控制器中；三是人工耳蜗，是真正的人工器官，直接接触听觉神经，能够把数字信号转化为语音并发出声音。
这种听力系统可以更精确、更高效地处理多种声音信号，能够让使用者在各种音频情境中轻松听取所需声音。
3. 人工生殖器官生殖健康是人类生命的重要组成部分。
对于那些由于遗传疾病或感染病毒等原因导致生殖系统损伤的人来说，人工生殖器官已成为改善生命质量的可行方法。
生物材料已被广泛应用于人工生殖器官的制造中。
人造海绵体和阴茎部分通过外科手术被植入，恢复男性性功能。
而在女性方面，则已经研制出了具有自主功能的人工卵巢，可以恢复女性生殖功能，并保证了患者的生命健康。
人工心脏瓣膜
人工心脏瓣膜
基础解释
人工心脏瓣膜是指能使血液单向流动而不返流,具有天然心脏瓣膜功能的人工器官。
当心脏瓣膜病变严重而不能应用其他简单手术来恢复或改善瓣膜功能时,须将病变的瓣膜切除,更换人工心脏瓣膜,以保持瓣膜的功能,有效地维持血液循环。
目前临床使用的人工心脏瓣膜主要分为生物瓣和机械瓣两大类。
前者是全部或部分使用生物组织,并经特殊处理形成的人工心脏瓣膜,常用的生物瓣主要有:异种(猪)主动脉、同种硬脑膜和中心包瓣。
其血液动力学功能良好、血栓发生率低,一般无需长期抗凝。
目前应用的机械瓣有:笼球瓣、笼蝶瓣、侧倾蝶型瓣膜和二叶瓣。
机械性较为耐用,血液动力学效果好,但有发生血栓的危险,需长期使用抗凝剂。
适用于二尖瓣狭窄合并关闭不全、主动脉狭窄等。
北工大心血管项目组（隶属于北京工业大学），致力于心力衰竭的相关研究，其研究方向主要包括引起心衰的血流动力学因素、不同心衰治疗方式的血流动力学机理和人工心脏辅助装置的相关研究。
该中心建立了心衰病人的生理模型，并研发了BJUT-II系列的人工心脏辅助装置、针对心衰患者不同生理的需求的人工心脏控制系统等等。
其中，该中心研发的人工心脏控制系统已经应用于临床治疗中。
主要研究成果已发表在国内外相关领域的知名核心期刊上。
出处：中国卫生管理辞典。
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• 真正的环上瓣(Supra-X): 缝合圈与支架 均置于环上的
Hancock II 瓣内径
测瓣: 真正的环上瓣HKII vs 环内瓣CEP
Hancock® II 测瓣器 • 底部=Hancock II 生物瓣的内径=病 人瓣环内径 • 凸起=代表瓣膜支架柱的大小和位置， 有助于确定正确植入方位
HKII 外径
HANCOCK II
®
第二代生物瓣技术
Carpentier-Edwards Perimount® Bioprostheses
Magna valve
PERIMOUNT valve
(CEP)
保存方法：
• 在压力下应用戊二醛 ，促进胶原纤维之 间的交联 • 胶原纤维交联可避免胶原纤维断裂 • 胶原纤维断裂最终可以导致钙化形成， 进而导致瓣膜失效
Biocor 生物瓣
• 组成设计
– 三个瓣叶都是无冠瓣瓣叶
• 低压固定
– 戊二醛 <1mmHg
• 接合处有牛心包保护
– 减少瓣叶在织物上的磨损
• Celcon 支架 – 比乙缩醛均聚物（ HK II 支
架 ）的抗张强度小，柔软性差
• 无抗钙化处理
Biocor 主动脉瓣
连接处犹打结般，挡在流出道，跨瓣压差升高
二尖瓣 SVD Mitral
SVD Aortic 主动脉瓣
Biocor - Kirali HK II
10.1% 6.8% Biocor 15 yrs - Kirali 3 Biocor 15 yrs - Myken 1 HKII 15 yrs - David 2
Biocor - Myken 4.4% 3.3% HK II
Any age:
•
病人年纪越大，耐久性越好
Patient ages
不同病人年龄的换瓣选择
0.7 0.6
% of Patients
Average patient age
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
10 20 30 40 50 60 65 70 75 80 90 100
Mechanical
Actuarial Freedom from Structural Valve Deterioration (SVD)
10.5 years 3%
85.2 ± 4.8%
Actuarial Freedom from total TE
Actuarial Freedom from Endocarditis Actuarial Freedom from Reoperation Actuarial Survival at 10.5 years
Non-treated
放射显像提示了钙化组 织的位置
Duarte; Emory University, Atlanta, GA
第一代支架
• HK I • 聚丙烯
第二代支架
• • • • • • HKII 聚甲醛 支架变薄 圆形凸起 侧高降低2 mm X线可探查的环及孔
Supra-X™ 真正的环上环外瓣
瓣环内人工瓣 真正的瓣环上 (Supra-X™)
瓣环下缝合圈和 瓣环下瓣架
瓣环上缝合圈和 瓣环下瓣架
瓣环上缝合圈 和瓣环上瓣架
瓣环
Supra X: 瓣孔面积
支架
孔面积
CEP
•瓣架在孔内
瓣环上缝合环
•孔径相当于瓣架内径
HK II, Mosaic
•瓣环内没有任何阻碍
Supra-X
•中央孔和瓣环面积匹 配 •需要全新的测瓣概念
bioprosthesis is seated supra-annularly while aligning the internal diameter of the valve with the patient’s annulus No intra-annular component Increases area available to flow
生理固定对Valsalva窦和瓣叶功能的作用
生理压力固定
影响 血流动力学 和 耐久性
流出孔平 面
附着的天然角度
流出孔 平面
附着角度变平
• 瓣叶以生理的 45° 连接 • 瓣叶可以很好的开到窦中
•Valsalva 窦没有保留 • 没有空间使瓣叶活动到Valsalva窦中去 • 潜在的血流受阻 •附着角度变平使得瓣叶尖部需要活动的更远， 并改变了瓣叶的应力状态
Women of child bearing age
MVR: Patients < 65 who:
• • Are in sinus rhythm and With discussion with surgeon about strong risk of reoperation versus the risk of anticoagulation Patients who will not or can not take wafarin anticoagulation
Biocor瓣膜具有任何优势。（同时也没有人类研究证据）
ACC AHA 指南对生物瓣使用的建议：
AVR: Patients < 65:
••WitFra bibliotek discussion with surgeon about strong risk of reoperation versus the risk of anticoagulation
CEP的环内瓣测瓣器
瓣号大小 CEP 支架外径
HKII 侧高
测瓣器底部
HKII 内径
23mm
CEP 外径 21mm 病人瓣环21mm Hancock II 内径 20.5mm HKII瓣号=支架外径 > HKII 内径=病人瓣环内径 23mm Hancock II 21mm 21 21mm mm 19.1 19.1 mm mm
减轻 生物机械性 失效
戊二醛固定方法的进步
第一代
新鲜瓣叶 高压
第二代
低压
第三代
生理固定™
Hancock® MO Hancock® Std.
Hancock® II
Intact
Mosaic® Freestyle®
放射显像：取出的猪生物瓣
T6 处理后（左）
未处理（右）
流出道面。在植入4个月后取出的 Hancock瓣膜。 标准瓣膜 (right) ，和T6处理后的 (left).
Epic是什么?
Epic 只不过是额外增加了Linx™处理的Biocor瓣
• SJM Epic 没有长期或短期的临床研究证据！ • Linx™ 抗钙化处理可能使血流动力学表现进一步降低，因
为酒精可以逐渐使组织干燥和变硬。 (Linx™ 使用的是95% 的酒精）
• 研究未能证实经过 Linx™ 处理的瓣膜比没有处理过的
Lentz D et al. Inhibition of Mineralization of GlutaraldehydeFixed Hancock Bioprosthetic Heart Valves. In: Cohn LH, Galucci V (ed) Cardiac Bioprostheses, Proceedings of the 2nd Int’l Symp. York Med Books, NY 1982 306-19
薄弱环节，是血栓形成和钙化的潜在发生位点
Epic
+
Biocor
Linx
• Linx 处理 – 仅采用乙醇 – 与Biocor相比， 并没有减少钙化
– 一项20周的利用小羊二尖瓣置换模型进行的研究， 用于研究( Biocor vs Epic )的安全性和有效性，以 及银的释放速率和营养不良性钙化的程度…… – 结果：20周的羊模型无法检测出Epic和Biocor生 物瓣之间钙沉积的差别*
瓣膜开闭更接近真实人体瓣膜
拼合式生物瓣 （牛心包瓣或猪瓣膜等）
Hancock II
二尖瓣位
->
安全、迅速、不挂线
全球专利CINCHTM旋转收缩瓣角机制
主动脉瓣位
其他产品
Hancock® II 二尖瓣
• 缝合圈与支架 均置于环间:
St.Jude 瓣环外径
• 缝合圈置于环上 支架置于环间:
CEP 支架外径
AOA 法
来自天然产生带油酸
至少从三个方面减少钙化:
1. 降低了钙离子弥散到组织中的速 度 2. 在戊二醛固定的组织上形成了性 能良好且耐久性强的结合。（共 价结合） 3. 可能可以洗脱一些脂质
Amino group
Mosaic 瓣羊研究:
植入5个月后取出：
AOA处理的瓣膜及对 照组的大体外观
AOA-treated
=
Epic
• 无有效远期数据
* Langanki et al; Journal of Heart Valve Disease : 1998 Nov;7(6):633-8.
SJ说他们的侧瓣高只有11mm
• 但是过低的侧瓣高=更差的血流动力学
侧高过低的瓣膜
Hancock II
芬兰心脏中心因为高跨瓣压差停止使用Biocor 转用低跨瓣压差的Hancock II
瓣号(mm) 品牌
21
23
25
27
Biocor HK II
26
12 13
21
12 13
21
11 12
17
8 12
Myken P等 《St. Jude Medical Biocor 猪心瓣15年随访结果》
高跨瓣压差导致 “心脏瓣膜疾病杂志” 2000年第9卷415-422页 过早衰败！！
Biocor与Hancock II 15年瓣膜结构衰败 率比较