1第二讲第二讲 人人 工工 器器 官官主讲：孙俊芬主讲：孙俊芬 2一一. 概述概述l1. 定义定义：：人工器官是生物医学工程专业人工器官是生物医学工程专业中一门新的学科它主要研究模拟人体中一门新的学科它主要研究模拟人体器官的结构和功能，用人工材料和电子器官的结构和功能，用人工材料和电子技术制成部分或全部替代人体自然器官技术制成部分或全部替代人体自然器官功能的机械装置和电子装置当人体器功能的机械装置和电子装置当人体器官病损而用常规方法不能医治时，有可官病损而用常规方法不能医治时，有可能给病人使用一个人工制造的器官来取能给病人使用一个人工制造的器官来取代或部分取代病损的自然器官，补偿或代或部分取代病损的自然器官，补偿或修复或辅助其功能修复或辅助其功能 3l2. 发展：发展：20世纪世纪80年代以来，人工器官年代以来，人工器官的研究和应用迅速发展，可以说，人体的研究和应用迅速发展，可以说，人体除大脑尚无人工大脑替代外，几乎人体除大脑尚无人工大脑替代外，几乎人体各个器官都在进行人工模拟研制中，其各个器官都在进行人工模拟研制中，其中有不少人工器官已成功地用于临床中有不少人工器官已成功地用于临床。
4 5l 3. 人工器官人工器官按按功能功能分为分为1111类类：：（（1））支支持持运运动动功功能能的的人人工工器器官官，，如如人人工工关关节节、、人人工工脊脊椎椎、、人人工工骨骨、、人人工工肌肌腱腱、、肌肌电电控控制制人人工工假假肢等2））血血液液循循环环功功能能的的人人工工器器官官，，如如人人工工心心脏脏及及其其辅辅助助循循环环装装置置、、人人工工心心脏脏瓣瓣膜膜、、人人工工血血管管、、人人工血液等工血液等3））呼呼吸吸功功能能的的人人工工器器官官，，如如人人工工肺肺（（人人工工心心肺肺机）、人工气管、人工喉等机）、人工气管、人工喉等4））血血液液净净化化功功能能的的人人工工器器官官，，如如人人工工肾肾（（血血液液透析机）、人工肺等透析机）、人工肺等5））消消化化功功能能的的人人工工器器官官，，如如人人工工食食管管、、人人工工胆胆管、人工肠等管、人工肠等 6 （（6））排排尿尿功功能能的的人人工工器器官官，，如如人人工工膀膀胱胱、、人人工工输尿管、人工尿道等输尿管、人工尿道等 （（7））内内分分泌泌功功能能的的人人工工器器官官，，如如人人工工胰胰、、人人工工胰岛细胞胰岛细胞 （（8））生生殖殖功功能能的的人人工工器器官官，，如如人人工工子子宫宫、、人人工工输卵管、人工睾丸等。
输卵管、人工睾丸等 （（9））神神经经传传导导功功能能的的人人工工器器官官，，如如心心脏脏起起搏搏器器、、膈起搏器等膈起搏器等 （（10））感感觉觉功功能能的的人人工工器器官官，，如如人人工工视视觉觉、、人人工工听听觉觉（（人人工工耳耳蜗蜗））、、人人工工晶晶体体、、人人工工角角膜膜、、人人工听骨、人工鼻等工听骨、人工鼻等 （（11））其他其他类，人工硬脊膜、人工皮肤等类，人工硬脊膜、人工皮肤等 7l人工器官人工器官按按原理原理分类分类Ø机械式装置（如人工心脏瓣膜、人工气管、机械式装置（如人工心脏瓣膜、人工气管、人工晶体等）人工晶体等）Ø电子式装置（如人工耳蜗、人工胰、人工肾、电子式装置（如人工耳蜗、人工胰、人工肾、心脏起搏器等）．心脏起搏器等）．l人工器官人工器官按按使用方式使用方式分类分类Ø植入式，如人工关节、人工心脏瓣膜、心脏植入式，如人工关节、人工心脏瓣膜、心脏起搏器Ø体外式，如人工肾、人工肺、人工胰这些体外式，如人工肾、人工肺、人工胰这些体外式人工器官实际上都是由电子控制的精体外式人工器官实际上都是由电子控制的精密机械装置密机械装置 8l4. 特点：特点：人工器官是多种学科研究的结人工器官是多种学科研究的结晶，该学科是生物材料、生物力学、组晶，该学科是生物材料、生物力学、组织工程学、电子学（包括计算机）特别织工程学、电子学（包括计算机）特别是微电子学以及临床医学相结合的多学是微电子学以及临床医学相结合的多学科的交叉学科。
科的交叉学科 9l由于人工器官的种类非常多，下面只重由于人工器官的种类非常多，下面只重点介绍几种：点介绍几种：Ø人工心脏瓣膜人工心脏瓣膜 Ø人工肾人工肾Ø人工肝人工肝Ø人工心脏人工心脏Ø人工耳蜗人工耳蜗 10二二. 人工心脏瓣膜人工心脏瓣膜1. 概述概述l（（1）定义：人工心脏瓣膜是可植入心脏）定义：人工心脏瓣膜是可植入心脏内代替心脏瓣膜（主动脉瓣、肺动脉瓣、内代替心脏瓣膜（主动脉瓣、肺动脉瓣、三尖瓣、二尖瓣），能使血液单向流动，三尖瓣、二尖瓣），能使血液单向流动，具有天然心脏瓣膜功能的人工器官当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用瓣膜分离手心脏瓣膜病变严重而不能用瓣膜分离手术或修补手术恢复或改善瓣膜功能时，术或修补手术恢复或改善瓣膜功能时，则须采用人工心脏瓣膜置换术换瓣病则须采用人工心脏瓣膜置换术换瓣病例主要有风湿性心脏病、先天性心脏病、例主要有风湿性心脏病、先天性心脏病、马凡氏综合症等马凡氏综合症等 11 12 13l（（2）人工瓣膜的类型）人工瓣膜的类型Ø机械瓣机械瓣§球型瓣球型瓣 Ball Valves§碟型瓣碟型瓣 Disk Valves–单叶碟瓣单叶碟瓣 Single Leaflet Disk Valves–双叶碟瓣双叶碟瓣 Bileaflet Disk ValvesØ组织瓣组织瓣（生物瓣）（生物瓣）§人体组织瓣人体组织瓣 Human Tissue Valves (Homografts, Autografts, Ross Procedure)§动物组织瓣动物组织瓣 Animal Tissue Valves (Xenografts, Heterografts) 142. 球型瓣球型瓣l球型瓣是植入人体的第一种人工心脏瓣膜，球型瓣是植入人体的第一种人工心脏瓣膜，许多年来有许多种不同的设计，但到目前许多年来有许多种不同的设计，但到目前为止，在美国临床上仍在使用的球型瓣只为止，在美国临床上仍在使用的球型瓣只剩下剩下Starr-Edwards瓣。
瓣l球型瓣包括一个支架和球体，是临床使用球型瓣包括一个支架和球体，是临床使用最早的心脏瓣膜他们是一组最可靠及持最早的心脏瓣膜他们是一组最可靠及持久的瓣膜设计久的瓣膜设计ØStarr-Edwards瓣瓣ØMagovern-Cromie Sutureless Valve 不缝合瓣不缝合瓣ØSmeloff-Sutter瓣瓣 15Starr-Edwards Model 1000l型号型号: Starr-Edwards model 1000 l类型类型: 主动脉笼球瓣主动脉笼球瓣 Aortic caged ball l生产厂商生产厂商: Baxter Healthcare, Edwards CVS Division, Santa Ana, CA l 材料材料: Silastic ball, Cage-Stellite alloy No. 21, closed cage; sewing ring-Teflon l不透不透X线部分线部分: Three radiopaque metal struts join at top, ball radiolucent, cage radiopaque. Three metal "feet" project into center of orifice from ring. l使用时间使用时间: 1961-1966 l在美国已经很少使用。
在美国已经很少使用 16Starr-Edwards Model １１００００００ 17Magovern-Cromie Sutureless Valve 不缝合瓣不缝合瓣l采用不缝合的技术植入人体内在瓣膜采用不缝合的技术植入人体内在瓣膜缘的四周有小的钩子，手术者将其安置缘的四周有小的钩子，手术者将其安置在合适位置后，用小钩子固定在合适位置后，用小钩子固定 18 19l型号型号: Magovern-Cromie valve l类型类型: Aortic caged ball l生产厂商生产厂商: Coratomic, originally Surgitool, later Medical Engineering Corp.l材料材料: Ball-Silicone rubber with barium; cage-titanium; sewing ring-none.Cage open at top. l不透不透X线部分线部分: Cage radiopaque, open at top, ball radiopaque, hooks protrude from base ring. l使用时间使用时间: 1963-停止时间不详停止时间不详 20Smeloff-Sutter Valvel在设计笼球瓣时，有一个思路就是减小在设计笼球瓣时，有一个思路就是减小球的大小来减低瓣膜对流出道的阻塞。
球的大小来减低瓣膜对流出道的阻塞但如果球体太小，小于瓣膜的横径，那但如果球体太小，小于瓣膜的横径，那么球体有移位的可能所以么球体有移位的可能所以Smeloff-Sutter和和Cutter-Smeloff瓣在两边都有笼瓣在两边都有笼球来限制球体的活动，但有保持小球体球来限制球体的活动，但有保持小球体改善血液动力学的优点改善血液动力学的优点 21二尖瓣 22三尖瓣 23主动脉瓣 24l型号型号: Smeloff-Sutter valve l类型类型: Aortic, mitral, tricuspid caged ball l生产厂商生产厂商: Sutter Biomedical Inc. l材料材料: Ball-Silicone rubber; cage-titanium; sewing ring-Teflon l不透不透X线部分线部分: Radiolucent ball, 3 struts from both top and bottom of valve, open cages on both sides, inflow cage smaller than outflow l使用时间使用时间: 1966-停止时间不详停止时间不详(不连续的使用不连续的使用)。
l可能存在的问题可能存在的问题: 球体移位，球体随脂质吸收后球体移位，球体随脂质吸收后体积增加，有可能造成流出道阻塞体积增加，有可能造成流出道阻塞 25正在植入球形人造心脏瓣膜 263. 碟型瓣碟型瓣 Disk Valvesl碟型瓣分单页和双页碟瓣碟型瓣分单页和双页碟瓣l最早的设计是单页碟瓣，临床上取得了最早的设计是单页碟瓣，临床上取得了巨大的成功尽管双页碟瓣的出现要晚巨大的成功尽管双页碟瓣的出现要晚些，却已占领目前美国人工机械心脏瓣些，却已占领目前美国人工机械心脏瓣膜市场膜市场90%的份额 27l最具有历史意义的单页碟瓣是最早的最具有历史意义的单页碟瓣是最早的Bjork-Shiley瓣，瓣，已经停止在美国的销售目前在美国使用的单页碟已经停止在美国的销售目前在美国使用的单页碟瓣多为瓣多为Medtronic-Hall瓣及瓣及 Omniscience瓣l以下是历史上出现和使用的各种单页瓣膜，许多目以下是历史上出现和使用的各种单页瓣膜，许多目前已经停用前已经停用lBeall Valve lBjork-Shiley Valves lCooley-Cutter Aortic Valve lCross-Jones ValvelGott Daggett ValvelHarken ValvelKay-Shiley ValvelLillehei-Kaster Medtronic-Hall ValvelOmniscience ValvelStarr-Edwards Disc ValveslUltracor Heart ValvelWada Cutter Valve（（1）单页）单页（（Single Leaflet））碟瓣碟瓣 28Beall Model 106l是一个笼碟瓣是一个笼碟瓣l 材料材料: Disk-pyrolytic carbon; cage-pyrolytic carbon; sewing ring- Dacron.l生产厂商生产厂商: Coratomicl不透不透X线部分线部分: Two parallel bars attached to an indented opaque ring with four struts, disk is radiopaque.l生产时间：生产时间：1974年年3月月- (目前已经停止使用目前已经停止使用) 29 30l型号型号: Harken P2 Prosthetic valvel类型类型: Mitral caged diskl生产厂商生产厂商: Medical engineering, originally Surgitek-Surgitooll材料材料: Disk Silicone; Cage: Titanium; sewing ring: Dacronl不透不透X线部分线部分: Radiopaque disk, lens shaped, four thin struts cross in middle, closed cage design.l使用时间使用时间: 1967-停止时间不详，非连续使用停止时间不详，非连续使用Harken P2 31Harken Valve: 流出道观，关闭状态 32Harken Valve: 侧面观侧面观 33Harken Valve: 斜斜面面 流流入入道道观观，，开开放放状状态态 34Kay-Shiley MGCD SerieslModels: Kay-Shiley MGCD Series lType: Mitral caged disk valve with muscle guards lMaterials: Disk-Delrin; Cage-Haynes 25; Sewing ring-Teflon. Struts are uncovered, guards covered.lX Ray: Two thin sets of parallel struts for cage, disk is faintly visible, two parallel bars surround 2/3 sewing ring to form muscle guards lDates: 1968-1980 (Discontinued) 35 36 （（2）） 双页（双页（Bileaflet））碟瓣碟瓣l最早、最主要、最成功的是最早、最主要、最成功的是St. Jude瓣，它的成功瓣，它的成功导致了许多模仿的设计，但其仍为美国植入最多的导致了许多模仿的设计，但其仍为美国植入最多的机械瓣膜。
其他一些双页瓣，包括机械瓣膜其他一些双页瓣，包括Carbomedics瓣瓣和和Edwards-Duromedics瓣目前在美国已很少使用瓣目前在美国已很少使用l模仿的设计，多是对其悬挂系统的小的改进，其中模仿的设计，多是对其悬挂系统的小的改进，其中最有竞争力的是最有竞争力的是Medtronic parallel瓣Ø ATS Bileaflet ValveØ Carbomedics ValveØ Edwards Duromedics Valve Ø Medtronic Parallel Valve Ø On-X Valve Ø St. Jude Valve 37 38St. Jude Mitral Valve 39St. Jude Valve Inflow 404. 组织瓣组织瓣 组织瓣由采用的材料分类，材料的来源组织瓣由采用的材料分类，材料的来源为动物或人体组织使用的组织类型可为动物或人体组织使用的组织类型可以是瓣膜组织，也可以不是瓣膜组织以是瓣膜组织，也可以不是瓣膜组织 41（（1）） 人体组织瓣人体组织瓣 Human Tissue Valves l无排斥反应，不用免疫抑制治疗无排斥反应，不用免疫抑制治疗l人体组织瓣的应用有两种：人体组织瓣的应用有两种：Ø同种异体移植同种异体移植,Homografts ：将一个瓣膜从：将一个瓣膜从一个人移植到另一个人。
一个人移植到另一个人Ø自身移植自身移植,Autograft：从本人的一个部位移：从本人的一个部位移植到另一个部位应用最多的自身移植是将植到另一个部位应用最多的自身移植是将肺动脉瓣移植到主动脉瓣，称为肺动脉瓣移植到主动脉瓣，称为Ross手术 42 43（（2）） 动物组织瓣膜动物组织瓣膜(异种移植物异种移植物xenograft)lPorcine Valves ØHancock Porcine Valve ØCarpentier-Edwards Porcine ValveØTissuemed Stented Porcine ValvelPericardial（（心包）心包） Valves ØCarpentier-Edwards Pericardial ValveØIonescu-Shiley Pericardial ValveØHancock Pericardial ValvelStentless Valves ØSt. Jude Toronto SPV (Stentless Porcine Valve) ØMedtronic Freestyle Stentless Aortic ValveØTissuemed Stentless Pulmonary Valve 44lType: Stented aortic porcine valvelManufacturer: Medtronic Inc. lMaterials: Porcine aortic valve leaflets, glutaraldehyde processed, on a polypropylene flexible stent reinforced with a metal ring (Haynes alloy no. 25) at base; sewing ring- Polyester with silicone rubber insertlAvailable in US: Yes lSizes: Aortic 23 mm - 31 mm lDurability: 10 years - 90%, 15 years - 50% lX Ray Appearance: Single round metal "O" ring.lDates: 1969 to presentStandard Hancock Model 242 45 46lType: model 6625 Mitral and model 2625 aortic porcine tissue valveslManufacturer: Baxter-Edwards Inc. US lMaterials: Porcine valve tissue fixed in glutaraldehyde, stents made of wire, Elgiloy, which is a cobalt-nickel alloy; sewing ring-knitted Teflon lX Ray Appearance: A continuous thin wire bent into 3 "U" shaped loops lAvailable in US: Yes lSizes: Mitral - 25 mm- 35 mm lDurability: 10 and 15 year durability probably similar to Hancock valve. lDates: 1975 to present Carpentier-Edwards porcine valve 47 48CE Pericardial Valve lManufacturer: Baxter Healthcare Corporation, Edwards CVS Division. US Manufacturing plant in Irvine, CA. lAvailable in US: Yes lSizes: Aortic:19-27 mm, Mitral:Not available yet. Some surgeons have implanted large aortic valves in the mitral position but this is discouraged by the manufacturer. lDurability: At 12 years, Freedom from reoperation = 89%; Freedom from explant due to valve dysfunction = 91% lX Ray Appearance: A continuous thin wire bent into 3 "U" shaped loops 49 50三三. 人工肾人工肾l（（1）定义：）定义： 又称人工透析机，是用人工方法模仿人体肾小又称人工透析机，是用人工方法模仿人体肾小球的过滤作用，在体外循环的情况下，去除人球的过滤作用，在体外循环的情况下，去除人体血液内过剩的含氮化合物、新陈代谢产物或体血液内过剩的含氮化合物、新陈代谢产物或逾量药物等，调节水和电解质平衡，以使血液逾量药物等，调节水和电解质平衡，以使血液净化的一种高技术医疗仪器。
净化的一种高技术医疗仪器人工人工肾是一种透是一种透析治析治疗设备透析疗法包括血液透析、血液法包括血液透析、血液滤过、血液灌流和腹膜透析，是分、血液灌流和腹膜透析，是分别应用血液透用血液透析机、血析机、血滤机、血液灌流器和腹膜透析管机、血液灌流器和腹膜透析管对病病人人进行治行治疗的技的技术 51l（（2）发展：）发展：Ø1913年英国的阿黛尔用硝棉胶膜作为透析膜，年英国的阿黛尔用硝棉胶膜作为透析膜，生理盐水作为透析液为肾病患者进行透析生理盐水作为透析液为肾病患者进行透析这就是人工肾的前驱研究这就是人工肾的前驱研究Ø1935年黑斯首次将透析技术用于临床年黑斯首次将透析技术用于临床Ø1943年荷兰医生科尔夫制成了第一个人工肾，年荷兰医生科尔夫制成了第一个人工肾，首次以机器代替人体的重要器官首次以机器代替人体的重要器官Ø1960年，美国外科医生斯克里布纳发明了一年，美国外科医生斯克里布纳发明了一种塑料连接器，可永久装进病人前臂，连接种塑料连接器，可永久装进病人前臂，连接动脉和静脉，与人工肾极容易连接，不会损动脉和静脉，与人工肾极容易连接，不会损伤血管，这样就能够为病人长期进行血液透伤血管，这样就能够为病人长期进行血液透析治疗。
析治疗 521946年在伦敦，哈默年在伦敦，哈默.史密斯医院使用的由科尔史密斯医院使用的由科尔夫发明的早期人工肾夫发明的早期人工肾 53德国德国贝朗全朗全电脑控制血液透析控制血液透析仪 54l1）原理：）原理：Ø需需从从病病人人动动脉脉将将血血液液引引流流出出来来，，在在人人工工肾肾经经过过透透析析后后再再从从静静脉脉输输入入病病人人体体内内它它的的核核心心部部分分是是一一种种用用高高分分子子材材料料（（称称为为膜膜材材料料））制制成成的的透透析析器器这这种种膜膜材材料料具具有有半半通通透透特特性性，，可可代代替替肾肾小小球球以以实实现现其其毛毛细细血血管管壁壁的的滤滤过过功功能能，，达达到到血血液液净净化化的的目目的的现现用用的的膜膜材材料料有有用用化化学学方方法法从从棉棉花花中中提提取取的的再再生生纤纤维维素素和和改改良良纤纤维维素素，，以以及及一一些些高高分分子子聚聚合合物物如如聚聚丙丙烯烯睛睛、、聚聚酰酰胺胺、、乙乙烯烯乙乙烯烯醇醇共共聚聚物物、、聚聚甲甲基基丙丙烯烯酸酸甲甲酯酯等等当当今今世世界界上上有有300多多种种产产品品的的人工肾，所用透析膜材料有人工肾，所用透析膜材料有30多种。
多种 55Ø2））人人工工肾肾是是应应用用的的膜膜分分离离技技术术原原理理根根据据Gibbs－－Donnan膜膜平平衡衡原原理理，，用用半半透透膜膜将将引引出出 人人体体外外的的血血液液与与专专门门配配制制的的透透析析液液隔隔开开由由于于血血液液和和透透析析液液所所含含溶溶质质浓浓度度的的不不同同，，及及其其所所形形成成的的渗渗透透浓浓度度差差，，使使包包含含代代谢谢产产物物的的溶溶质质（（如如尿尿素素、、肌肌肝肝、、尿尿酸酸，，以以及及废废物物硫硫酸酸盐盐、、酚酚和和过过剩剩离离子子Na+、、K+、、Cl－－）），，在在浓浓度度梯梯度度的的驱驱动动下下，，从从浓浓度度高高的的血血液液一一侧侧，，通通过过半半透透膜膜向向浓浓度度低低的的透透析析液液一一侧侧移移动动（（称称为为弥弥散散作作用用））；；而而水水分分则则从从渗渗透透浓浓度度低低的的一一侧侧向向浓浓度度高高的的一一侧侧转转移移（（称称为为渗渗透透作作用用）），，最最终终实实现现动动态态平平衡衡，，达达到到清清除除人人体体代代谢谢废废物物和和纠纠正水、电解质和酸碱平衡的治疗目的正水、电解质和酸碱平衡的治疗目的 56l3）组成：）组成：Ø 透透析析型型人人工工肾肾由由三三部部分分组组成成：：血血液液净净化化系系统统（透析器）、透析液供给系统和自动控制系统。
透析器）、透析液供给系统和自动控制系统Ø常常用用的的透透析析器器是是空空心心纤纤维维型型结结构构，，由由内内径径200μm，，壁壁厚厚30μm左左右右的的透透析析膜膜材材料料制制成成的的1万万～～1.5万万根根空空心心纤纤维维，，组组装装在在直直径径5～～10cm、、长长约约20～～25cm的的圆圆柱柱状状玻玻璃璃容容器器内内血血液液在在空空心心纤纤维维管管内内流流动动，，透透析析液液则则环环绕绕空空心心纤纤维维管管外外四四周周流流动动，，分别用泵驱动使血液和透析液循环分别用泵驱动使血液和透析液循环Ø当当代代人人工工肾肾由由微微机机控控制制，，可可自自动动检检测测和和控控制制渗渗透透压压（（静静脉脉回回路路压压力力和和透透析析液液压压力力之之差差））、、透透析析液液的的温温度度及及浓浓度度，，并并能能进进行行静静脉脉口口路路气气泡泡检检测测及及报报警警，，漏漏血血检检测测及及报报警警，，以以及及透透析析液液低低电电导导检测及报警检测及报警 57人工肾透析器示意图人工肾透析器示意图 58l4））血血液液透透析析准准备备：：病病人人需需要要接接受受一一系系列列检检查查；；做做血血管管入入口口。
两两种种：：永永久久性性血血管管入入口口（（包包括括瘘瘘管管和和移移植植片片））和和暂暂时时性性血血管管入入口口（（如如中中央央管管））把把动动脉脉和和静静脉脉连连接接在在一一起起就就形形成成瘘瘘管管这这将将扩扩张静脉，从而增加血流量张静脉，从而增加血流量l血液透析过程：血液透析过程： 1. 将将两两根根针针插插入入永永久久性性血血管管入入口口一一根根针针将将血血液液输输出出体体外外，，另另一一根根针针则则将将清清洁洁过过的的血血液液输输回回体体内内约约一杯量的血液留在体外一杯量的血液留在体外 2. 血液从体内被抽出血液从体内被抽出 3. 向血管或人工肾脏注入防凝剂，防止凝结向血管或人工肾脏注入防凝剂，防止凝结 4. 血液流经人工肾脏，废物和多余水分被清除血液流经人工肾脏，废物和多余水分被清除 5. 清洁后的血液通过气压指示器（安全装置）清洁后的血液通过气压指示器（安全装置） 6. 血液通过静脉针流回人体内血液通过静脉针流回人体内 59l5）腹膜透析）腹膜透析Ø經腹膜透析導管注入透析液，留置腹腔經腹膜透析導管注入透析液，留置腹腔4-6小時以淨化血液，之後將透析液引流出來，小時以淨化血液，之後將透析液引流出來，再注入一袋新鮮透析液。
再注入一袋新鮮透析液Ø每日執行每日執行4-5次換液次換液(每次換液所需時間約每次換液所需時間約20-30分分)，，24小時持續進行透析小時持續進行透析Ø住家或工作處或任何場所住家或工作處或任何場所Ø病患自己或家屬病患自己或家屬Ø依自己的作息彈性調整依自己的作息彈性調整Ø緩慢，血液中生化值的變動平穩緩慢，血液中生化值的變動平穩 60 61四四. 人工肝人工肝1. 概述概述l1）） 概概 念念 ：： 又又 称称 人人 工工 肝肝 支支 持持 系系 统统(Artificial Liver support system,ALSS)就就是是借借助助人人工工干干预预使使肝肝脏脏功功能能得得以以暂暂时时替替代代，，从从而而为为患患者者自自身身细细胞胞再再生生及及功功能能恢恢复复创造较好的内环境及宝贵的时间创造较好的内环境及宝贵的时间l人人工工肝肝与与其其它它内内科科治治疗疗的的主主要要区区别别在在于于前前者者主主要要通通过过“功功能能替替代代”治治病病，，后后者者主主要要通过通过“功能加强功能加强”治病l人工肝的研究始于人工肝的研究始于20世纪世纪50年代年代 62l2）人工肝的应用：）人工肝的应用：Ø国国内内主主要要用用于于急急慢慢性性肝肝功功能能衰衰竭竭的的支支持持治治疗疗，，为为自自身身肝肝细细胞胞功功能能再再生生及及功功能能恢恢复复创创造造条条件件。
在在国国外外主主要要作作为为肝肝移移植植前前的的暂暂时时维维持持手手段段及及移植后的肝脏最初无功能状态时的暂时替代移植后的肝脏最初无功能状态时的暂时替代Ø主主要要适适应应症症有有：：重重症症肝肝炎炎、、肝肝衰衰竭竭、、血血小小板板减减少少性性紫紫癜癜、、多多发发性性骨骨髓髓瘤瘤、、高高血血脂脂、、全全身身性性红红斑斑狼狼疮疮、、重重症症肌肌无无力力、、药药物物中中毒毒、、重重度度血型不合妊娠等血型不合妊娠等 63（（1) 根据其组成和性质主要可分三类：根据其组成和性质主要可分三类：1））非非生生物物型型，，又又称称物物理理型型，，主主要要通通过过物物理理或或机机械械的的方方法法进进行行治治疗疗，，如如血血浆浆置置换换、、胆胆红红素素吸附等2））生生物物型型，，将将生生物物部部分分如如同同种种及及异异种种肝肝细细胞胞与与合合成成材材料料相相结结合合组组成成特特定定的的装装置置，，患患者者的的血血液液或或血血浆浆通通过过该该装装置置进进行行物物质质交交换换和和解解毒毒转化等3））混混合合型型，，由由生生物物及及非非生生物物型型组组成成的的具具有有两两者功能的人工肝支持系统者功能的人工肝支持系统。
2. 分类介绍分类介绍 64 (2) 非生物型人工肝：非生物型人工肝：Ø 目前较常用的方法有血浆置换（目前较常用的方法有血浆置换（Plasma exchange，，PE）、）、血浆胆红素、氨及药物吸附血浆胆红素、氨及药物吸附（（PA）、）、全血灌流（全血灌流（HP）、）、血液滤过（血液滤过（HF））等Ø 较少开展的方法有血液透析加吸附（较少开展的方法有血液透析加吸附（Biologic-DT）、）、双重滤过血浆置换（双重滤过血浆置换（DFPP））等 651) 血浆置换血浆置换 目前以血浆置换在国内外应用最多采用血浆分目前以血浆置换在国内外应用最多采用血浆分离器将患者血浆从全血中分离并弃去，同时代之离器将患者血浆从全血中分离并弃去，同时代之以新鲜冷冻血浆或人血白蛋白等溶液此方法在以新鲜冷冻血浆或人血白蛋白等溶液此方法在去除血液中胆红素、内毒素、细胞毒性因子等有去除血液中胆红素、内毒素、细胞毒性因子等有害物质的同时，补充多种生物活性成分成人一害物质的同时，补充多种生物活性成分成人一次置换次置换3000-3500毫升血浆并适当补充部分白蛋毫升血浆并适当补充部分白蛋白及其它液体，可使患者血清中的内毒素、胆红白及其它液体，可使患者血清中的内毒素、胆红素、肿瘤坏死因子等有害物质迅速减少素、肿瘤坏死因子等有害物质迅速减少35%-60%左右，同时补充的凝血因子、补体、白蛋白、左右，同时补充的凝血因子、补体、白蛋白、纤维蛋白等所需成分迅速在体内发挥作用。
伴随纤维蛋白等所需成分迅速在体内发挥作用伴随血液中毒性物质的减少，临床症状也有较为明显血液中毒性物质的减少，临床症状也有较为明显的改善 662) 血浆胆红素吸附血浆胆红素吸附 是另一常用和公认的非生物型肝支持技术它是另一常用和公认的非生物型肝支持技术它是将分离器分离的血浆再经一特殊的吸附柱吸是将分离器分离的血浆再经一特殊的吸附柱吸附去除部分胆红素等，尔后回到患者体内类附去除部分胆红素等，尔后回到患者体内类似的吸咐方法还有活性碳血氨及毒素吸附及直似的吸咐方法还有活性碳血氨及毒素吸附及直接血液灌流（吸咐）等，不同主要在于吸附柱接血液灌流（吸咐）等，不同主要在于吸附柱性质及对目标吸附物的选择性质及对目标吸附物的选择 67 68WLXGX-888型伟力血液净化——人工肝支持系统 69Ø血浆置换最常见的不良反应主要有：血浆过血浆置换最常见的不良反应主要有：血浆过敏、血压下降、出血及局部血肿、灌流及分敏、血压下降、出血及局部血肿、灌流及分离器堵塞及异体血浆潜在的感染胆红素等离器堵塞及异体血浆潜在的感染胆红素等毒物吸吸附主要的不良反应还有血小板及血毒物吸吸附主要的不良反应还有血小板及血浆白蛋白下降等。
浆白蛋白下降等Ø由于肝功能衰竭时不仅肝脏解毒功能不全，由于肝功能衰竭时不仅肝脏解毒功能不全，其合成、分泌、转化功能也严重受损，而后其合成、分泌、转化功能也严重受损，而后者单纯以非生物型人工肝治疗则难以解决者单纯以非生物型人工肝治疗则难以解决而且由于在清除毒物的同时机体一些有用的而且由于在清除毒物的同时机体一些有用的成分如促肝细胞生长因子也被清除，因而非成分如促肝细胞生长因子也被清除，因而非生物型人工肝的疗效是有限的生物型人工肝的疗效是有限的 70(3) 生物型人工肝生物型人工肝（（Bioartifical Liver））Ø主要由生物反应器、有活力的培养肝细胞及主要由生物反应器、有活力的培养肝细胞及循环辅助系统组成其原理如下：将肝细胞循环辅助系统组成其原理如下：将肝细胞置于生物反应器中，患者血液或血浆在循环置于生物反应器中，患者血液或血浆在循环辅助装置的作用下流经生物反应器时通过半辅助装置的作用下流经生物反应器时通过半透膜或直接与培养肝细胞之间进行物质交换透膜或直接与培养肝细胞之间进行物质交换Ø具有解毒、分泌、合成及转化等多种类似自具有解毒、分泌、合成及转化等多种类似自然肝的功能及作用然肝的功能及作用。
Ø所用细胞最好是人源非肿瘤细胞系，同时易所用细胞最好是人源非肿瘤细胞系，同时易于大量长期培养并具有较高的生物活性目于大量长期培养并具有较高的生物活性目前研究较多的有原代培养的异种动物如大鼠、前研究较多的有原代培养的异种动物如大鼠、兔、猪等的肝细胞，其中原代培养的猪肝细兔、猪等的肝细胞，其中原代培养的猪肝细胞是目前研究最多的一种细胞，在临床应用胞是目前研究最多的一种细胞，在临床应用中取得较好的效果中取得较好的效果 71(4) 混合型或杂交型人工肝混合型或杂交型人工肝Ø由于肝功能衰竭患者血中的毒物对培养的肝由于肝功能衰竭患者血中的毒物对培养的肝细胞有毒害作用，可影响到肝细胞的活力和细胞有毒害作用，可影响到肝细胞的活力和治疗效果，因此一般先将患者血浆经非生物治疗效果，因此一般先将患者血浆经非生物型吸咐装置吸咐，而后再进入生物反应器中型吸咐装置吸咐，而后再进入生物反应器中循环Ø使用异种细胞存在着潜在的免疫反应，动物使用异种细胞存在着潜在的免疫反应，动物传染病传播到患者，以及伦理学等问题传染病传播到患者，以及伦理学等问题 72五五. 人工心脏人工心脏 定义：人工心脏是利用机械的方定义：人工心脏是利用机械的方法把血液输送到全身各器官以代法把血液输送到全身各器官以代替心脏的功能的装置。
人工心脏替心脏的功能的装置人工心脏可分为暂时性，即部分取代心脏可分为暂时性，即部分取代心脏的辅助性人工心脏；长期性，即的辅助性人工心脏；长期性，即取代整个心脏的安全人工心脏取代整个心脏的安全人工心脏 731. 人工心脏的发展史人工心脏的发展史l1895年，试制人工心脏泵对机体的组织和器官年，试制人工心脏泵对机体的组织和器官进行灌流进行灌流l20世纪世纪30年代，研制出世界上第一个人工心脏年代，研制出世界上第一个人工心脏暂时的辅助性人工心脏，实际上是一种体外循暂时的辅助性人工心脏，实际上是一种体外循环机l1957年美国开始完全人工心脏的研究年美国开始完全人工心脏的研究1958年年制成塑料的人工心脏，并进行了以人工心脏置制成塑料的人工心脏，并进行了以人工心脏置换狗心脏的试验，但这只狗只活了换狗心脏的试验，但这只狗只活了90分钟l1969年，人工心脏用于人体年，人工心脏用于人体 74l1982年年 ，，JARVIK-7是世界上第一个试是世界上第一个试图永久性植入人体的完全人工心脏此图永久性植入人体的完全人工心脏此种人工心脏外部有驱动装置，患者借助种人工心脏外部有驱动装置，患者借助管子与机器相连接，可长期使用，这种管子与机器相连接，可长期使用，这种人工心脏的最大缺点是需要由体外装置人工心脏的最大缺点是需要由体外装置提供动力的能源。
提供动力的能源 75l1998年，首个轻便式的心脏年，首个轻便式的心脏“辅助器辅助器”投放英美市投放英美市场2000年，给病人植入首个年，给病人植入首个Jarvik-2000型人工心型人工心脏，重约脏，重约90克，附在心脏的左心室上克，附在心脏的左心室上l2001年年7月月2日，世界上第一例日，世界上第一例全植入式全植入式人工心脏植人工心脏植入手术在美国获得成功名为入手术在美国获得成功名为AbioCorØ重约两磅，呈柚子状，材料是塑料和钛重约两磅，呈柚子状，材料是塑料和钛151天身亡Ø 完全代替心室功能并能完整植入体内的人工心脏，不依完全代替心室功能并能完整植入体内的人工心脏，不依赖体外的机器工作，能给病人更多活动能力赖体外的机器工作，能给病人更多活动能力Ø由由4部分构成：金属钛的心脏本体、一微型锂电池、一计部分构成：金属钛的心脏本体、一微型锂电池、一计算机控制系统以及外接电池组人造心脏本体取代患者算机控制系统以及外接电池组人造心脏本体取代患者心脏的左右心室，微型锂电池和控制系统将植入患者的心脏的左右心室，微型锂电池和控制系统将植入患者的腹腔，外接电池组不植入人体，而是通过安装在腹部表腹腔，外接电池组不植入人体，而是通过安装在腹部表皮下的插座向植入的微型锂电池充电。
有两个替代左右皮下的插座向植入的微型锂电池充电有两个替代左右心室的腔室，心室的腔室，4个接口，分别连接左右心房、主动脉、肺个接口，分别连接左右心房、主动脉、肺动脉两个腔室中间是电动机和泵，在心脏与血管的接动脉两个腔室中间是电动机和泵，在心脏与血管的接口部分装有活塞，以代替心脏瓣膜的功能口部分装有活塞，以代替心脏瓣膜的功能Ø锂电池能量耗尽的时候由外挂电池组充电锂电池能量耗尽的时候由外挂电池组充电 76 77 782. 人工心脏的分类人工心脏的分类 l按按用途用途分类：左心室辅助循环、右心室辅助循分类：左心室辅助循环、右心室辅助循环及双心室辅助循环和全人工心脏左或右心环及双心室辅助循环和全人工心脏左或右心室辅助应用比较早，双心室辅助循环优势甚至室辅助应用比较早，双心室辅助循环优势甚至优于全人工心脏，全人工心脏对可置入性、持优于全人工心脏，全人工心脏对可置入性、持续能源、组织相容性提出了很高的要求续能源、组织相容性提出了很高的要求l按按应用应用分类：短期泵、间断性泵、长期泵和永分类：短期泵、间断性泵、长期泵和永久性泵短期泵、间断性泵主要为左、右室辅久性泵短期泵、间断性泵主要为左、右室辅助循环，用以短期辅助自身心脏恢复供血功能；助循环，用以短期辅助自身心脏恢复供血功能；长期泵和永久性泵主要指双室辅助循环、全人长期泵和永久性泵主要指双室辅助循环、全人工心脏，用以终末期心脏疾病等待心脏移植或工心脏，用以终末期心脏疾病等待心脏移植或永久性全人工心脏移植。
永久性全人工心脏移植 793. 结构与材料学进展结构与材料学进展（（1））. 泵泵的进展 从血流效果上来看分为搏动性的进展 从血流效果上来看分为搏动性血流和非搏动性血流两种理论上讲搏动性血血流和非搏动性血流两种理论上讲搏动性血流更适于人体生理特点，但是它必须有活瓣、流更适于人体生理特点，但是它必须有活瓣、弹性隔膜以及巨大的心室容量而非搏动性人弹性隔膜以及巨大的心室容量而非搏动性人工心脏需要高效的能源与轴承密封或电磁轴承工心脏需要高效的能源与轴承密封或电磁轴承以减少血栓形成，维持正常器官功能，它需要以减少血栓形成，维持正常器官功能，它需要更高的血管内压，并能造成器官血流和生化特更高的血管内压，并能造成器官血流和生化特点的变化，从全人工心脏的永久性应用来看进点的变化，从全人工心脏的永久性应用来看进一步发展非搏动性泵更有利于人工心脏解决血一步发展非搏动性泵更有利于人工心脏解决血栓和全置入人体的问题从泵血的方式来看，栓和全置入人体的问题从泵血的方式来看，传统的气动泵正由可携带性、可置入性、可压传统的气动泵正由可携带性、可置入性、可压缩性好的电动泵代替缩性好的电动泵代替 80进行动物实验的人工心脏的血液泵 81（（2））.能源能源的演变 从应用的功能设置来看可的演变 从应用的功能设置来看可分为外置型与内置型和固定型与可移动型，分为外置型与内置型和固定型与可移动型，从实用性来看，可移动内置电源最为理想。
从实用性来看，可移动内置电源最为理想主要有三个研究方向：高能电池（核能电池）主要有三个研究方向：高能电池（核能电池）、高效储电瓶（代表产品为锂电）、经皮充、高效储电瓶（代表产品为锂电）、经皮充电（研究最热、最有希望的技术之一）电（研究最热、最有希望的技术之一） 82（（3））. 选用选用材料材料 Ø高分子材料高分子材料一直是人工循环的主要应用材料一直是人工循环的主要应用材料针对人工心脏的特点聚脂类有较好的应用前针对人工心脏的特点聚脂类有较好的应用前途今后还有可能利用人工材料的特点体外途今后还有可能利用人工材料的特点体外塑行以微创手术将人工心脏置入人体，或者塑行以微创手术将人工心脏置入人体，或者将人工材料做成人体可降解材料，使其在一将人工材料做成人体可降解材料，使其在一定时期后功能完成后自然降解，以免除二次定时期后功能完成后自然降解，以免除二次手术Ø人工合金人工合金对人工心脏也做对人工心脏也做 出了较大的贡献，出了较大的贡献，如镍－钛合金曾经作为人工心脏瓣膜、心室，如镍－钛合金曾经作为人工心脏瓣膜、心室，其坚固性、轻质、表面光滑性非常适于人工其坚固性、轻质、表面光滑性非常适于人工心脏近来有人做成镍－钛－锆合金其优越心脏。
近来有人做成镍－钛－锆合金其优越性更为突出性更为突出 83（（4））.人工心脏的人工心脏的调节调节 人工心脏的可调 人工心脏的可调节性是其又一突出进展将人工心脏与节性是其又一突出进展将人工心脏与集成电路芯片结合起来根据自体适时需集成电路芯片结合起来根据自体适时需要控制人工心脏的做功如要控制人工心脏的做功如LD－－PACE Ⅱ左室辅助循环可以根据病人的心电图按左室辅助循环可以根据病人的心电图按1：：1到到1：：8调节心脏做功预计将来可调节心脏做功预计将来可以结合生物传感器根据更多血流动力学以结合生物传感器根据更多血流动力学指征进行自身调节指征进行自身调节 844. 人工心脏的临床应用和并发症人工心脏的临床应用和并发症l应用选择及治疗学基础应用选择及治疗学基础 短期心室支持主要用 短期心室支持主要用于辅助心脏渡过其急性期病变的可逆性心脏疾于辅助心脏渡过其急性期病变的可逆性心脏疾病和部分短期内可以等到供心的心脏移植患者病和部分短期内可以等到供心的心脏移植患者前者见于急性心肌炎、心室部分切除、骨髂肌前者见于急性心肌炎、心室部分切除、骨髂肌心肌成形、心脏人工瓣膜置换术后等，例如心肌成形、心脏人工瓣膜置换术后等，例如The LD－－PACE Ⅱ。
辅助循环可逆性心脏病的辅助循环可逆性心脏病的机制近年来有许多研究对免疫学、病理学、分机制近年来有许多研究对免疫学、病理学、分子生物学得以深入研究，为其进一步应用提供子生物学得以深入研究，为其进一步应用提供了依据人工心脏长期应用主要用于等待同种了依据人工心脏长期应用主要用于等待同种心脏移植或永久携带全人工心脏患者，见于终心脏移植或永久携带全人工心脏患者，见于终末期心脏病患者末期心脏病患者 85l人工心脏的管理人工心脏的管理 Ø人工心脏的管理包括人工心脏的机械管理和人工心脏的管理包括人工心脏的机械管理和人工心脏携带者并发症的管理人工心脏携带者并发症的管理Ø前者的突破在于人工心脏与电脑程序化控制前者的突破在于人工心脏与电脑程序化控制结合和机械工艺的改进结合和机械工艺的改进Ø携带者的管理主要针对其并发症出血、栓塞、携带者的管理主要针对其并发症出血、栓塞、感染、右心功能衰竭，到目前为止以上并发感染、右心功能衰竭，到目前为止以上并发症仍然是人工心脏应用的主要瓶颈近来的症仍然是人工心脏应用的主要瓶颈近来的研究集中在改进人工心脏的材料结构及工艺，研究集中在改进人工心脏的材料结构及工艺，总的来看没有突破性进展。
总的来看没有突破性进展 865. 人工心脏的发展方向人工心脏的发展方向l随着人工心脏向小型化、耐用性强及低随着人工心脏向小型化、耐用性强及低阻力的发展有可能将来像人工心脏起搏阻力的发展有可能将来像人工心脏起搏器一样得以广泛应用器一样得以广泛应用l人工心脏的发展需要进一步解决的问题：人工心脏的发展需要进一步解决的问题：1.小型而具有高射血效能小型而具有高射血效能2.安全可靠的控制系统和能源供应模型安全可靠的控制系统和能源供应模型3.经久耐用的带瓣血室经久耐用的带瓣血室 87六六. 人工耳蜗人工耳蜗（（Cochlear Implant））1. 定定义义：：又又称称电电子子耳耳蜗蜗，，或或耳耳蜗蜗埋埋植植，，人人工工电电子子耳耳是是植植入入式式电电子子装装置置，，能能将将声声能能转转换换成成电电能能，，通通过过植植人人鼓鼓阶阶、、圆圆窗窗或或耳耳囊囊内内的的电电极极，，直直接接刺刺激激耳耳蜗蜗内内残残余余的的听听神神经经纤维，使聋人产生听觉纤维，使聋人产生听觉 882. 听觉产生的原理：听觉产生的原理：Ø耳耳蜗蜗基基底底膜膜的的机机械械特特性性和和毛毛细细胞胞的的静静纤纤毛毛的的梯梯度度变变化化是是耳耳蜗蜗对对输输入入声声波波进进行行频频率率和和空空间间分分析析的的形形态态学学基基础础。
耳耳蜗蜗基基底底膜膜的的基基底底部部分分对对高高频频敏敏感感，，顶顶部部对对低低频频敏敏感感，，人人类类语语言言频频率率范范围围为为500～～3000Hz，，与与基基底底膜膜从从底底部部算起的算起的10～～25mm的相应位置相对应的相应位置相对应Ø基基底底膜膜振振动动时时，，带带动动相相连连的的复复膜膜及及毛毛细细胞胞的的静静纤纤毛毛发发生生剪剪切切运运动动，，使使毛毛细细胞胞表表皮皮板板的的电电阻阻发发生生变变化化，，调调制制了了通通过过毛毛细细胞胞的的电电流流，，产产生生了了耳耳蜗蜗的的感感受受器器电电位位，，这这就是就是耳蜗的机械耳蜗的机械——电换能过程电换能过程Ø耳耳蜗蜗感感受受器器电电位位可可以以使使毛毛细细胞胞底底部部的的表表面面膜膜电电位位发发生生变变化化，，从从而而引引起起耳耳蜗蜗神神经经末末梢梢产产生生兴兴奋奋，，产产生生突突触触后后电电位位，，又又形形成成神神经经动动作作电电位位由由耳耳蜗蜗神神经经向向中中枢枢传传递递，，从而形成听觉从而形成听觉 89 90 声波通过时的耳蜗 913. 特点：特点：Ø大大多多数数的的听听障障患患者者都都是是由由于于听听觉觉毛毛细细胞胞先先天天发育不良或受损。
发育不良或受损Ø人人工工电电子子耳耳是是在在耳耳蜗蜗内内植植入入电电极极越越过过发发育育不不良良或或受受损损的的听听觉觉毛毛细细胞胞，，将将声声波波转转换换为为电电波波后直接刺激听觉神经再传至大脑后直接刺激听觉神经再传至大脑Ø一一般般助助听听器器只只单单纯纯放放大大声声音音，，仍仍须须经经包包含含不不良良毛毛细细胞胞的的原原有有路路径径传传导导，，因因此此语语言言辨辨识识能能力力受受到到影影响响，，特特别别是是高高频频听听力力无无法法有有效效提提升升所以效果比助听器更好所以效果比助听器更好 924. 发展：发展：Ø1790年年Volta首先发现电流刺激耳朵会产生听觉首先发现电流刺激耳朵会产生听觉Ø1957年年Djourno等等将将金金属属线线放放入入聋聋人人的的耳耳蜗蜗，，并并用用交交流流电电刺激，人工电子耳植入术的研究正式萌芽刺激，人工电子耳植入术的研究正式萌芽Ø1957年年埃埃伯伯哈哈特特等等发发现现，，人人的的听听力力系系统统可可将将声声音音区区分分为为24个个波波道道，，听听觉觉神神经经中中某某一一部部分分的的纤纤维维传传导导低低音音信信号号，，相相邻邻部部分分的的纤纤维维传传导导的的声声音音讯讯号号就就略略高高些些，，如如此此类类推推，，构成一个可预见的模式。
构成一个可预见的模式Ø1972年年House与与Urban研发出单频道人工电子耳，研发出单频道人工电子耳，Ø1984年年澳澳洲洲的的Clark等等则则研研发发出出核核式式(Nucleus)22个个多多频频道人工电子耳，道人工电子耳，Ø目目前前人人工工电电子子耳耳的的市市场场以以多多频频道道为为主主，，澳澳洲洲核核式式已已进进展展到到24个个频频道道，，其其他他主主要要的的厂厂牌牌包包括括美美国国的的Clarion有有八八个个频道，奥地利的频道，奥地利的MED-EL 40+ 则有则有12对电极Ø电电子子耳耳效效果果好好坏坏，，与与频频道道多多寡寡关关系系不不大大，，取取决决因因素素在在于于语言处理策略语言处理策略(processing strategy)对讯号处理的速度对讯号处理的速度 936. 原理：人工耳蜗是模拟耳蜗的生理功能的电原理：人工耳蜗是模拟耳蜗的生理功能的电子装置，由体内和体外两部分组成子装置，由体内和体外两部分组成Ø体外部分象助听器一样戴在外部体外部分象助听器一样戴在外部§微型话筒：接收外界声能并转换成电信号微型话筒：接收外界声能并转换成电信号§言语处理器：根据特殊信号处理方案调制信号，处理言语处理器：根据特殊信号处理方案调制信号，处理过的信号被放大到一定幅度，送到发射线圈上过的信号被放大到一定幅度，送到发射线圈上§信号发送装置：经电磁感应方式或经射频发射方式，信号发送装置：经电磁感应方式或经射频发射方式，将信号传送到植入部分的接收线圈上，将信号传送到植入部分的接收线圈上，Ø体内部分体内部分§接收器／刺激器：将信号放大，再传送到电极上，放接收器／刺激器：将信号放大，再传送到电极上，放于颞骨上磨出之凹槽内。
于颞骨上磨出之凹槽内§电极，电极植入耳蜗之鼓室阶内，直接刺激残余的耳电极，电极植入耳蜗之鼓室阶内，直接刺激残余的耳蜗神经成分蜗神经成分 94 人工耳蜗（感应式）的组成示意图人工耳蜗（感应式）的组成示意图 957. 类型：类型：Ø言语处理方案（模拟或特征提取）言语处理方案（模拟或特征提取）Ø电极数（单导或多导）电极数（单导或多导）Ø电极放置位置（蜗内或蜗外）电极放置位置（蜗内或蜗外）Ø刺激结构（单极或双极）刺激结构（单极或双极）Ø经皮传送方式（透皮或经皮）经皮传送方式（透皮或经皮） 968. Clarion人工電子耳系統人工電子耳系統 97（（1）麦克风）麦克风Ø声音是经由麦克风传入人工电子耳系统的麦声音是经由麦克风传入人工电子耳系统的麦克风位于讯息发射器上面，或者位于耳挂式的克风位于讯息发射器上面，或者位于耳挂式的白金系列声音处理器上白金系列声音处理器上Ø全方位的麦克风能够接收来自全方位的麦克风能够接收来自360度各个方向度各个方向的声音，麦克风接收后把声音传送到声音处理的声音，麦克风接收后把声音传送到声音处理器，处理器再将声音转变成数字讯号器，处理器再将声音转变成数字讯号Ø系统所能感应到的音量强度范围（输入动态范系统所能感应到的音量强度范围（输入动态范围），是由系统当中的软件和电子零件所决定围），是由系统当中的软件和电子零件所决定的的。
输入动态范围越广，所能捕捉到的声音就输入动态范围越广，所能捕捉到的声音就越多Clarion系统最广的输入动态范围可以系统最广的输入动态范围可以达到达到60分贝 98 99（（2）声音处理器）声音处理器ØClarion声音处理器中含有全世界速度最快的声音处理器中含有全世界速度最快的省电微形数字声音处理芯片省电微形数字声音处理芯片(mini-DSP)，，迷迷你芯片使你芯片使Clarion的声音处理器能快速地处的声音处理器能快速地处理讯息Ø声音处理器是一个效率极高的微电脑，在一声音处理器是一个效率极高的微电脑，在一秒当中可以处理一亿项指令秒当中可以处理一亿项指令 100 101（（3）新一代电极）新一代电极ØClarion新一代电极具有特别的电极分隔器，新一代电极具有特别的电极分隔器，这些枕头状的突起具有绝缘的作用，可以防这些枕头状的突起具有绝缘的作用，可以防止电流互相接触而产生干扰，使电流能够准止电流互相接触而产生干扰，使电流能够准确地刺激听神经确地刺激听神经ØClarion有十六个电极有十六个电极﹐它们的接触面呈长方它们的接触面呈长方形，电流传送的方向直接对准听神经神经元形，电流传送的方向直接对准听神经神经元的位置。
的位置Ø新一代电极柔软的前弯结构，能使手术植入新一代电极柔软的前弯结构，能使手术植入容易的进行容易的进行 102 103 104 105（（4）电极定位器）电极定位器Ø不管耳蜗的形状或大小，不管耳蜗的形状或大小，Clarion的电极定位的电极定位器都能够把电极置放在最接近听神经的位置器都能够把电极置放在最接近听神经的位置Ø电极定位器放置在耳蜗内电极的后方，它保电极定位器放置在耳蜗内电极的后方，它保全了耳蜗内部空间的畅通，使疤痕组织难以全了耳蜗内部空间的畅通，使疤痕组织难以扩展，让使用者未来有机会接受更新的人工扩展，让使用者未来有机会接受更新的人工电子耳科技电子耳科技 106 107七七. 人工胰腺人工胰腺l人人工工胰胰是是用用人人工工方方法法取取代代正正常常胰胰腺腺内内分分泌泌功功能能的的一一种种机机械械装装置置，，由由微微机机控控创创人人工工胰胰是是糖糖尿尿病患者的胰岛素分泌不足时的一种补充．病患者的胰岛素分泌不足时的一种补充．l体体外外型型人人工工胰胰：：是是1971年年由由Siemens发发明明的的，，后后经经不不断断改改进进已已用用于于临临床床它它是是由由血血糖糖传传感感器器、、测测量量电电路路、、微微机机控控制制系系统统、、胰胰岛岛素素储储存存器器、、注注射射器器及及能能源源组组成成，，佩佩带带在在病病人人前前肢肢上上。
这这种种人人工工胰胰运运用用生生物物控控制制技技术术，，可可实实时时检检测测患患者者血血液液中中的的血血糖糖含含量量，，用用微微处处理理器器自自动动分分析析并并控控制制注注射射器器向向患患者者输输入入胰胰岛岛素素的的量量这这种种人人工工胰胰由由于于使使用用不不方方便便，，目目前前只只在在糖糖尿尿病病患患者者手手术术等等情情况况下使用 1081. 半半生生物物型型人人工工胰胰岛岛：：人人工工胰胰岛岛是是利利用用动动物物胰胰岛岛细细胞胞用用免免疫疫隔隔离离膜膜法法，，防防止止植植入入人人体体后后产产生生排排异异反反应应，，当当人人体体血血糖糖变变化化时时，，则则人人工工胰胰岛岛发发生生反反应应达达到到有有效效控控制制血血糖糖的的目目的的这这种种人人工工胰胰岛岛是是1965年年由由加加拿拿大大麦麦吉吉尔尔大大学学 TMS Chang发发明明的的，，至至今今进进入入动动物物实实验验阶阶段段，，还还未未进进入入临临床床应应用用1983年年加加拿拿大大多多伦伦多多大大学学用用海海藻藻酸酸钙钙包包埋埋胰胰岛岛细细胞胞制制成成人人工工胰胰，，他他们们将将人人工工胰胰岛岛细细胞胞植植入入病病鼠鼠腹腹膜膜腔腔内内，，成成功功地地控控制制了了病病鼠鼠的的血血糖糖浓度达浓度达10个月之久个月之久 。
1092. 植入型人工胰植入型人工胰：法国蒙彼利埃市大学医疗中心，：法国蒙彼利埃市大学医疗中心，在世界上首次为一胰岛素依赖型糖尿病患者成在世界上首次为一胰岛素依赖型糖尿病患者成功地进行了人工胰腺植入手术功地进行了人工胰腺植入手术l这个人工胰腺主要由胰岛素泵和血糖监测仪两这个人工胰腺主要由胰岛素泵和血糖监测仪两部分组成胰岛素泵被植入患者腹腔内的胰腺部分组成胰岛素泵被植入患者腹腔内的胰腺位置上，大约有２厘米厚１２厘米长，主要包位置上，大约有２厘米厚１２厘米长，主要包括一个使用寿命为１０年的电池和一个浓缩胰括一个使用寿命为１０年的电池和一个浓缩胰岛素储藏器岛素储藏器 110l跟目前普遍使用的胰岛素泵一样，患者跟目前普遍使用的胰岛素泵一样，患者每３个月需要通过皮肤将胰岛素注射进每３个月需要通过皮肤将胰岛素注射进储藏器，然后再由胰岛素泵根据具体情储藏器，然后再由胰岛素泵根据具体情况将胰岛素适量泵入患者的腹腔况将胰岛素适量泵入患者的腹腔l血糖监测仪，其数值指示部分留在体外，血糖监测仪，其数值指示部分留在体外，而探头部分则被植入患者颈部的颈静脉而探头部分则被植入患者颈部的颈静脉中，并由一根两毫米厚的导管连接至腔中，并由一根两毫米厚的导管连接至腔静脉。
静脉 111l患者在接受手术的第一个月内还需要通过化验患者在接受手术的第一个月内还需要通过化验手指血来检查血糖含量，并人工调节胰岛素泵，手指血来检查血糖含量，并人工调节胰岛素泵，控制胰岛素注射量，此后，他将可以根据血糖控制胰岛素注射量，此后，他将可以根据血糖监测仪指示的数值监测仪指示的数值 调节胰岛素注射量，而无须调节胰岛素注射量，而无须再采血进行化验再采血进行化验l目前，他们还不能把胰岛素泵和血糖监测仪两目前，他们还不能把胰岛素泵和血糖监测仪两部分有机地连接起来为保证患者的健康，必部分有机地连接起来为保证患者的健康，必须在反复验证血糖监测仪测量准确无误和肯定须在反复验证血糖监测仪测量准确无误和肯定人工胰腺植入人体不产生副作用后，才能让人人工胰腺植入人体不产生副作用后，才能让人工胰腺真正发挥自然胰腺的作用，即让它根据工胰腺真正发挥自然胰腺的作用，即让它根据患者体内的血糖含量自动调节胰岛素的注射量患者体内的血糖含量自动调节胰岛素的注射量 112八八. 人工皮肤人工皮肤l人工皮肤人工皮肤"它是在受创伤皮肤治疗过程中使用它是在受创伤皮肤治疗过程中使用的一种暂时性的创面保护性覆盖材料，科学的的一种暂时性的创面保护性覆盖材料，科学的名称应该为名称应该为"人工的烧（创）伤覆盖材料人工的烧（创）伤覆盖材料"。
l传统的人工皮肤是由合成纤维制成的，一般由传统的人工皮肤是由合成纤维制成的，一般由基底层与织物层结合而成织物层由锦纶基底层与织物层结合而成织物层由锦纶﹑涤涤沦沦﹑丙纶等纤维材料组成将纤维织成具有特丙纶等纤维材料组成将纤维织成具有特殊的丝绒状或无絮状的表面，其目的是使人体殊的丝绒状或无絮状的表面，其目的是使人体组织可以长入并固定如把锦纶丝绒结合在厚组织可以长入并固定如把锦纶丝绒结合在厚度为度为0.25mm的聚合多肽基底层上，经抗生物的聚合多肽基底层上，经抗生物质处理，制成的人工皮肤质处理，制成的人工皮肤 113l人工皮肤应具备下列物理人工皮肤应具备下列物理﹑化学及生物化学条化学及生物化学条件：一是防止水分与体液从创面蒸发与流失；件：一是防止水分与体液从创面蒸发与流失；二是防止创面的感染；三是使用肉芽或新皮能二是防止创面的感染；三是使用肉芽或新皮能逐渐成长，促使治愈逐渐成长，促使治愈l传统的人工皮肤虽有多种，但都有不足之处传统的人工皮肤虽有多种，但都有不足之处由甲壳素纤维制成的人工皮肤，医疗效果显著由甲壳素纤维制成的人工皮肤，医疗效果显著优于传统的人工皮肤目前已经商品化了，其优于传统的人工皮肤。
目前已经商品化了，其中商标为帕斯基奇中商标为帕斯基奇W的人工皮肤是比较理想的的人工皮肤是比较理想的﹑医疗效果非常出色的创伤保护材料医疗效果非常出色的创伤保护材料 114l它是采用血清蛋白质对甲壳素微细纤维它是采用血清蛋白质对甲壳素微细纤维进行处理，以提高其吸附性，然后将甲进行处理，以提高其吸附性，然后将甲壳素纤维切成长度为壳素纤维切成长度为5- 15mm的短纤维，的短纤维，用水作分散剂，用聚乙烯醇作粘合剂制用水作分散剂，用聚乙烯醇作粘合剂制成非织造布，并切成适当大小，包装灭成非织造布，并切成适当大小，包装灭菌供临床使用菌供临床使用 115l甲壳素人工皮肤耐溶解性强，便于表皮细胞长甲壳素人工皮肤耐溶解性强，便于表皮细胞长入，愈后不发生粘连，具有止血入，愈后不发生粘连，具有止血﹑镇痛的功效，镇痛的功效，并能抑制微生物并能抑制微生物﹑菌类的繁殖，促进伤口愈合菌类的繁殖，促进伤口愈合还可以采用这种材料的基体，培养表皮细胞，还可以采用这种材料的基体，培养表皮细胞，再贴于创伤表面，待甲壳素纤维分解后，就形再贴于创伤表面，待甲壳素纤维分解后，就形成完整的新生真皮成完整的新生真皮l甲壳素人工皮肤是一种前所未有的高技术新材甲壳素人工皮肤是一种前所未有的高技术新材料，它能与生物体组织发生细胞间的亲和与反料，它能与生物体组织发生细胞间的亲和与反应，表现出卓有成效的辅助治疗功能。
应，表现出卓有成效的辅助治疗功能 116l我国是拥有我国是拥有12.5亿人口的大国亿人口的大国,每年因事每年因事故烧伤病人不计其数故烧伤病人不计其数,治疗中往往采用病治疗中往往采用病人自身皮肤移植人自身皮肤移植,远远不能满足要求远远不能满足要求"人工皮肤人工皮肤"的研究与开发，市场前景广阔的研究与开发，市场前景广阔 117九九. 人工肺人工肺 l人工肺系指用血气交换，调节血内氧气人工肺系指用血气交换，调节血内氧气和二氧化碳含量，取代人体肺功能的装和二氧化碳含量，取代人体肺功能的装置，又称氧合器人工心脏亦即血泵，置，又称氧合器人工心脏亦即血泵，可取代人体心脏进行血液循环人工心可取代人体心脏进行血液循环人工心肺机就是由氧合器和血泵及辅助设备组肺机就是由氧合器和血泵及辅助设备组成的，能进行体外循环的机械装置人成的，能进行体外循环的机械装置人工心肺机用于心脏手术的体外循环、肺工心肺机用于心脏手术的体外循环、肺移植的辅助呼吸、急性呼吸衰竭的辅助移植的辅助呼吸、急性呼吸衰竭的辅助治疗等 118 119l 体体外外循循环环将将静静脉脉血血通通入入氧氧以以使使血血液液氧氧含含的的设设想想，，是是Schroder干干1882年年提提出出的的。
经经过过几几十十年年许许多多人人的的设设计计和和实实验验，，到到二二十十世世纪纪50年年代代，，才才有有四四种种不不同同形形式式的的人人工工肺肺相相继继问问世世并并用用于于临临床床，，即即静立垂屏式、转碟式、鼓泡式和膜肺式静立垂屏式、转碟式、鼓泡式和膜肺式l 静静立立垂垂屏屏式式人人工工肺肺出出现现于于1953年年它它由由上上方方储储血血室室、、氧氧合合室室和和下下方方储储血血室室三三部部分分组组成成由由体体内内流流出出来来的的静静脉脉血血先先用用一一血血泵泵注注入入上上方方储储血血室室，，继继而而流流向向由由有有机机玻玻璃璃制制成成的的氧氧合合室室氧氧合合室室内内垂垂挂挂着着3～～14片片不不锈锈钢钢片片血血液液自自上上而而下下流流动动，，在在不不锈锈钢钢片片上上自自然然与与氧氧合合室室内内充充的的氧氧气气直直接接接接触触进进行行血血气气交交换换，，使使血血液液吸吸收收O2，，排排出出CO2氧氧合合的的血血流流向向下下流流入入下下方方储储血血室室，，然然后后由由另另一一血泵将血液注入人体血泵将血液注入人体 120l转转碟碟式式人人工工肺肺出出现现于于二二十十世世纪纪50年年代代末末。
它它的的工工作作原原理理是是：：将将引引流流出出的的静静脉脉血血流流入入一一个个圆圆筒筒形形槽槽，，槽槽内内液液面面要要保保持持一一定定高高度度槽槽上上有有一一个个固固定定有有数数十十个个圆圆形形不不锈锈钢钢碟碟片片的的转转轴轴，，碟碟片片的的一一小小半半浸浸在在血血液液中中当当转转轴轴转转动动时时，，它它所所带带动动的的碟碟片片上上就就涂涂上上一一层层血血液液，，与与槽槽内内的的氧氧气气接接触触进行血气交换进行血气交换 121l鼓鼓泡泡式式人人工工肺肺是是1955年年出出现现的的其其结结构构较较前前二二种种复复杂杂它它的的氧氧合合室室为为柱柱状状，，氧氧气气通通过过气气体体分分散散器器变变成成小小气气泡泡进进入入氧氧合合室室，，与与血血液液混混合合后后上上升升，，进进行行血血气气交交换换氧氧合合室室上上方方有有一一去去泡泡室室，，内内装装金金属属或或塑塑料料丝丝网网架架，，上上涂涂消消泡泡剂剂硅硅油油，，血血内内气气泡泡接接触触硅硅油油立立即即破破灭灭去去泡泡后后的的氧氧合合血血经经过过滤滤后后进进入入一一个个螺螺旋旋管管状状的的储储血血室室储储存存，，再经多级过滤，变温后注入人体再经多级过滤，变温后注入人体。
122l膜膜肺肺是是依依据据仿仿生生原原理理按按照照肺肺泡泡气气体体弥弥散散生生理理功功能能设设计计的的，，其其原原理理不不同同于于前前三三种种人人工工肺肺血血液液与与氧氧气气直直接接接接触触，，而而是是血血液液和和氧氧气气由由薄薄膜膜隔隔开开，，一一侧侧通通静静脉脉血血，，另另一一侧侧通通纯纯氧氧静静脉脉血血的的氧氧分分压压（（PO2））为为40mmHg左左右右，，而而纯纯氧氧的的压压力力约约700mmHg，，因因此此膜膜两两侧侧存存在在压压力力梯梯度度，，氧氧气气经经膜膜弥弥散散进进入入血血液液，，使使血血液液氧氧合合反反之之，，血血液液中中的的二二氧氧化化碳碳分分压压（（PCO2））为为40mmHg，，氧氧气气中中的的PCO2为为0～～5mmHg，，因因此此CO2经经膜膜由由血血液液向向气气体体侧侧弥弥散散，，最最终终逸逸出出因因此此，，膜膜肺肺无无疑疑是是最接近人体肺的生理功能的一种人工肺最接近人体肺的生理功能的一种人工肺 123l膜膜肺肺是是随随着着膜膜材材料料的的发发展展而而发发展展的的第第一一个个膜膜肺肺出出现现于于1955年年，，膜膜材材料料用用的的是是聚聚氯氯乙乙烯烯。
真真正正实实用用的的膜膜肺肺出出现现于于1960年年，，膜膜材材料料为为硅硅橡橡胶胶膜膜肺肺的的大大发发展展是是在在1980年年以以后后，，出出现现了了各各种种高高分分子子聚聚合合物物材材料料制制成成的的各各种种形形式式的的膜膜肺肺聚聚合合物物材材料料有有聚聚酯酯、、聚聚乙乙烯烯、、聚聚丙丙烯烯、、聚聚苯苯乙乙烯烯、、聚聚四四氟氟乙乙烯烯、、醋醋酸酸纤纤维维素素、、乙乙基基纤纤维维素素、、硅硅橡橡胶胶等等膜膜肺肺的的结结构构形形式式有有平平板板型型、、中中空空纤纤维维管管型型、、液液膜膜型型（（用用氟氟碳碳化化合合物物））和和透透析析型型20世世纪纪80年年代代，，我我国国的的鼓鼓泡泡式式氧氧合合器器和和聚聚丙丙烯烯中中空空纤维管型膜肺都研制成功纤维管型膜肺都研制成功 124l当当代代人人工工心心肺肺机机结结构构已已十十分分复复杂杂，，由由微微机机控控制制自自动动控控制制流流量量，，实实时时检检测测动动、、静静脉脉压压力力及及血血氧氧饱饱和和度度（（SaO2））、、二二氧氧化化碳碳分分压压（（PCO2））并并显显示示，，具具有有血血位位报报警警及及气气泡泡报报警警系系统统，，并并具具有有自自动动停停止止装装置。
置 125十十. 心脏起博器心脏起博器l心脏的节律起搏是由右心房的窦房结自心脏的节律起搏是由右心房的窦房结自动地有节奏地发出电脉冲，通过神经传动地有节奏地发出电脉冲，通过神经传导系统向心脏各部位发出指令使心肌收导系统向心脏各部位发出指令使心肌收缩如若神经传导系统发生障碍或者窦缩如若神经传导系统发生障碍或者窦房结不能有规律地发出电脉冲，心脏起房结不能有规律地发出电脉冲，心脏起搏器可以对患病的心脏给予直接电刺激，搏器可以对患病的心脏给予直接电刺激，人为地使心搏数正常起来人为地使心搏数正常起来 126l早在早在1802年，意大利人奥尔蒂尼曾对用刑后死年，意大利人奥尔蒂尼曾对用刑后死去两小时的死刑犯给予电刺激心脏，以图恢复去两小时的死刑犯给予电刺激心脏，以图恢复其心跳，但未成功同时代的瓦萨里用电刺激其心跳，但未成功同时代的瓦萨里用电刺激法曾成功地使刚刚死亡的患者心脏又恢复跳动法曾成功地使刚刚死亡的患者心脏又恢复跳动1947年斯威特采用电刺激法使两例在手术中心年斯威特采用电刺激法使两例在手术中心脏停止跳动的患者心脏复苏脏停止跳动的患者心脏复苏l1952年美国波士顿哈佛医学院的佐尔医生，在年美国波士顿哈佛医学院的佐尔医生，在心脏停跳患者的心脏部位和左肋下皮肤处置阴心脏停跳患者的心脏部位和左肋下皮肤处置阴阳两电极，给予每分钟阳两电极，给予每分钟90次的电刺激而使心脏次的电刺激而使心脏复跳。
他随即研制出以电池为能源的小型起搏复跳他随即研制出以电池为能源的小型起搏器佐尔被认为是心脏起搏器的发明者，被称器佐尔被认为是心脏起搏器的发明者，被称为为“心脏起搏器之父心脏起搏器之父”现在全世界有数十万现在全世界有数十万人安装了心脏起搏器，挽救了许多患者的生命人安装了心脏起搏器，挽救了许多患者的生命 127l起搏器主要有体外式和体内埋植式起搏器主要有体外式和体内埋植式l体外式使用方法简单，在紧急情况下使用，对体外式使用方法简单，在紧急情况下使用，对患者进行抢救非常方便还可根据患者的状况患者进行抢救非常方便还可根据患者的状况变换心搏数但是如果长期使用，在放置电极变换心搏数但是如果长期使用，在放置电极的部位容易发生感染的部位容易发生感染l采用体内埋植式，将起博器植入病人腹部或腋采用体内埋植式，将起博器植入病人腹部或腋窝皮下，对长期使用者非常方便，但起搏器心窝皮下，对长期使用者非常方便，但起搏器心搏数固定也会带来各种问题近年来已经研制搏数固定也会带来各种问题近年来已经研制出可以变动心搏数的诱导型起搏器电极和接出可以变动心搏数的诱导型起搏器电极和接收器植于体内，用发送器在体外控制，这样便收器植于体内，用发送器在体外控制，这样便可以根据情况变更心搏数。
可以根据情况变更心搏数 128l目前起搏器的能源多使用小型汞电池，目前起搏器的能源多使用小型汞电池，寿命约寿命约2年，经常需要更换，电池发生故年，经常需要更换，电池发生故障也会带来一定危险，一此国家已试制障也会带来一定危险，一此国家已试制和应用核能源起搏器和应用核能源起搏器1970年，巴黎外年，巴黎外科医生首次将具有核动力的起搏器装于科医生首次将具有核动力的起搏器装于一妇女身上，核电池内使用的是钚一妇女身上，核电池内使用的是钚238，，重重150克，使用寿命克，使用寿命87年但是核能源有年但是核能源有放射性，防护比较困难，同时安全问题放射性，防护比较困难，同时安全问题和污染问题也是必须加以解决的和污染问题也是必须加以解决的 129l 为儿童患者设计的心脏起搏器, 其频率可调节 。