人工組織和器官，用來置換病損組織或器官、暫時或永久補償其全部或主要生理功能的以人工醫用材料製成的製品、器件或裝置。
基本介紹
- 中文名：人工組織和器官
- 用途：用來置換病損組織或器官
主要材料,特性,
主要材料
人工醫用材料包括非金屬材料、金屬材料和高分子材料。
活性碳是無機非金屬材料的代表；不鏽鋼、肽合金是常用的金屬材料。
醫用高分子材料有兩大類：一是經過加工處理的生物分子材料，如人或動物的硬腦膜、羊膜、心包等；二是人工合成的各種塑膠、橡膠和纖維等，常用的有矽橡膠、聚氨酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚酯纖維、有機玻璃、水凝膠等。
特性
一切用來製作人工組織及器官的醫用人工材料，都必需具備下列共同特性：
①對人體無毒、不致癌、不致畸變、不引起過敏或干擾免疫過程。
②置入體內的材料要耐老化。
③具有良好的、適合環境的物理機械性能，長期浸泡在血液、體液中者，要有良好的化學穩定性。
④與血液接觸的材料，須有抗凝性能，又不引起溶血和蛋白質變性，不破壞血中成分。
⑤能耐受滅菌過程，不變性，能製成各種符合形態要求的製品、器件和裝置。人工器官和器官移植同屬現代醫學中的備件醫學，兩者的根本不同點在於器官移植是生物性的，有活性的，同種移植後必然發生免疫排斥反應；而人工器官則屬於機械性的、人造的和無活性的，置入體內後不會引起排斥反應，但可以導致物理和化學性的反應。
早在19世紀就有用人工製品替代有病器官的嘗試，如1897年有人用象牙管子製作人工血管，用於連線血管，但因迅速發生凝血而失敗。20世紀以來，隨著現代科學技術和醫學工程學的發展，研製各種人工組織及器官的步伐加快，取得很大的成績。有廣泛實用價值的人工組織和器官 著名的有人工心臟瓣膜、人工血管、人工心肺機、人工腎等，均已套用不下幾十萬次，有的已過百萬例次。
①人工心臟瓣膜替換手術由美國D.E.赫根在1960年第一次套用於人體，使用的是球型機械瓣膜。現在多選用生物瓣（豬主動脈瓣、牛心包瓣等），其優點是造價低廉、呈中心流型、血液動力學效果好，置換後不需終身抗凝，但有容易發生鈣化或穿孔之虞，遠期療效則尚待觀察。中國1976年製成牛心包瓣。1960年代即開始研製矽橡膠球型機械瓣，植入這種機械瓣的病人存活時間最長者已有18年。
②人工血管。1952年用高分子維尼綸纖維製造人工血管成功。目前套用的多為聚酯纖維或聚四氟乙烯纖維編織而成，具有一定孔隙的膨體狀空腔管子，不引起凝血和栓塞，但這類人工血管一般只能置換大、中動脈如主動脈、髂動脈和腔靜脈，不能用於內徑小於8mm的血管。
③人工心肺機（體外循環機）。1939年由美國小J.H.吉本在動物實驗創製成功，1953年在臨床首次套用成功。人工心肺機的問世，使心臟能在暫時完全遮斷循環的條件下切開，提供無血手術野，心臟直視手術得以實現，開始了心內手術的新紀元。
④人工腎。主要指血液透析器，利用半透膜的透析原理，將體內的代謝產物（如尿素、肌酐等）以及多餘的水和鹽類排出體外，替代腎的主要功能，自1913年首次套用以來，已成為治療腎功能衰竭不可缺少的設備。
目前，正在研究人工腎的超小型化，以便攜帶和植入體內。其他在臨床用之有效的人工組織及器官尚有心臟起搏器、義齒及牙基托、人工皮、人工骨、人工軟骨、人工肺、人工肌腱、義肢、人工關節、人工顱骨、人工硬腦膜、人工晶狀體、人工喉、人工鼓膜、人工角膜、人工乳房、人工脂肪等。人工心臟和人工晶狀體 最引人注目的人工心臟研製已從1960年代開始。首次短暫性全心置換是在1969年，美國德克薩斯州立大學為1例男性心臟病患者進行心臟移植，移植前先仗人工心臟維持46小時，可惜該病人在移植心臟後72小時死於肺炎。在動物實驗存活300餘天的基礎上，美國猶他大學的德夫里斯於1982年第一次為一名心肌病患者植入一顆重300克的永久性人工心臟，植入後病人恢復良好，病人存活了111天17小時57分，人工心臟跳動了1291萬餘次。接著他又繼續做了多次人工心臟置換，其中最長存活600餘天。人工心臟的類型很多，都包含血流泵、驅動、自動控制和能源4部裝置，除血流泵外，其餘部件尚不能植入體內。
其次值得提出的是人工晶狀體，植入已不下百萬次，適用於白內障患者摘除混濁的晶狀體後，所用材料多為丙烯酸類樹脂、透明矽凝膠或有機玻璃，能糾正嚴重光學缺陷。以往多用“後房固定法”，但術後人工晶狀體易於脫位。目前已改用“前房固定法”，這有2種類型：虹膜固定法和虹膜—囊膜固定法。植入人工晶狀體的，其手術方法選擇和操作精巧程度常是成敗的關鍵。主要併發症是角膜變性導致大皰性角膜病變，由於手術操作水平提高和採用虹膜—囊膜固定法後，這種併發症已大為減少。正在試用或處於研究階段的人工器官和組織 尚有人工肝、人工血液、人工膽管、人工食管、人工胃、人工腸、人工氣管、人工尿道、人工膀胱、人工輸尿管、人工玻璃體、人工肌肉、人工細胞、人工輸卵管、人工子宮、人工眼球、人工胰等多種。其中特別值得提出的是人工血液和人工胰。人工血液與僅具擴容作用的右旋糖酐等血漿代用品不同，它具有攜帶氧、水分、養料和輸出代謝產物等功能。人工合成的液體氟碳化合物代血液即具有上述功能，名為人工血液。
1978年德國製成氟碳人工血液，名為FLOSOL-DA，首先在臨床上救治嚴重腦外傷，獲得成功，隨後日美等國都加套用。中國也於1980年在臨床套用氟碳代血液。人工胰是首次用電子機械方法來替代內分泌功能的嘗試，其裝置由連續測定血糖濃度的感測器，據其結果進行算胰島素需要量的計算機和接受指令而工作的胰島素注射泵三部分組成，用以治療糖尿病。人工胰的製成標誌著人工器官已逸出物理和機械功能的範疇，進入具有化學性內分泌功能的更高級新領域。綜上可見，除腦、神經和複雜的內分泌腺體以外，幾乎所有人體組織和器官都已有人工製造的具有不同程度功能的替代裝置。
