生物医学用金属材料耐体液腐蚀研究概况

前言对生物医学用金属材料耐体液腐蚀的要求很高。在一般工程技术应用中,把腐蚀速度为25.4微米/年的材料称为耐蚀性极好的材料。但在医学上,要求金属材料的腐蚀速度等于或少于2.54微米/年。即对耐蚀性要求提高10倍以上。金属材料移植到人体后,经常出现腐蚀现象。文献〔1〕引证Scales等人的研究结果指出:18/8不锈钢器件平均有36%的界面发生腐蚀。316L不锈钢组合件缝隙腐蚀达91%。钴-铬合金、钛合金也产生缝隙腐     

生物主动脉瓣膜设计中的有限元分析模型

目的 为了更好地分析生物心脏瓣膜的应力分布及闭合性能,本研究提出一种新的有限元分析模型.方法 利用点点接触将瓣膜与支架的缝合点一一对应以模拟瓣膜实际缝制过程,建立将平面设计的瓣膜缝制到支架上的模型,从而形成缝制模型.而对照模型则直接建立瓣叶的理想三维几何结构.在两种模型的瓣叶上施加一定压力,进行有限元计算,将缝制模型与对照模型的应力分布情况进行对比,同时参照实际瓣膜的闭合情况对比上述两种模型的闭合形态.结果 缝制模型最大应力集中部位为瓣叶两翼,其瓣叶倾角及闭合形态分析均较可靠.结论有限元缝制模型可以为心脏瓣膜瓣叶性能分析提供比对照模型更精确的结果,从而为瓣叶形状的设计和优化提供指导依据.     

无支架心包二尖瓣的有限元分析

目的　通过无支架心包二尖瓣与有架三叶生物瓣对比，利用有限元法计算，观察在左心室舒张期瞬时跨瓣压差作用下的瓣叶静态应力分布。方法　采用八节点曲线薄壳单元，考虑大应变以及瓣叶闭合过程的接触，应用Newton-Raphson方法求解有限元非线性方程。结果　瓣膜开启状态下两种瓣膜应力水平均不高。在峰值跨瓣压差15.96 kPa作用下，无架心包二尖瓣第一主应力分布均匀，无明显应力集中、平均第一主应力为0.040~0.149 MPa；有架三叶瓣在临床上易发生撕裂的部位明显应力集中，最大第一主应力为2.352 MPa，平均第一主应力为0.223~0.724 MPa，明显高于无架心包二尖瓣。结论　(2)对于几何曲面形状不规则，高度接触的无支架心包二尖瓣，首次采用有限元方法进行应力计算是有效可行的；(2)本研究的有支架心包三叶瓣有限元模型得到的应力分布与临床结果一致；(3)无架心包二尖瓣较有架心包三叶瓣应力分布明显合理，有益于防止瓣叶撕裂和钙化、延长寿命。     

C-LⅢ型短柱人工机械心脏瓣膜的研制

简述了C-LⅢ型短柱人工机械心脏瓣膜的设计依据、结构特点及关键材料与工艺特性，报道了强度和疲劳试验结果，研究和比较了C-LⅢ型短柱瓣、C-LI型标准瓣、Medtronic—Hall瓣体外流体动力学性能。结果表明，C-LⅢ型短柱人工机械心脏瓣膜结构简单、性能优良，是一种新型的有希望的国产人工心脏瓣膜。     

不同钙化模式对经导管主动脉瓣膜植入效果影响的数值模拟研究

目的通过有限元方法评估不同钙化模式对经导管主动脉瓣膜植入效果的影响。方法根据钙化斑块在主动脉瓣叶上的位置不同,建立对合线钙化模型、附着线钙化模型和圆圈钙化模型3种不同钙化形式的主动脉根部模型。使用ABAQUS软件仿真自膨胀经导管主动脉瓣膜植入3个钙化模型中的过程,分析不同钙化模型对主动脉根部应力、瓣架变形以及瓣周间隙的影响。结果圆圈钙化模型中钙化斑块的最大主应力最大,为18.42 MPa,可能导致假体植入后发生脑卒中的风险更高;圆圈钙化模型的瓣架变形程度也最大,可能导致更差的假体耐久性;附着线钙化模型的瓣周间隙面积为37.2 mm~2,超过其他模型的2倍,植入后出现严重瓣周返流的风险可能性更高。结论不同的主动脉瓣叶钙化模式与经导管主动脉瓣膜植入后的主动脉根部应力、瓣架变形以及瓣周间隙有关,对术后并发症和假体耐久性产生影响。研究结果为临床上经导管主动脉瓣膜植入术术后效果的预测提供参考。     

介入瓣膜瓣中瓣模式下耐久性能测试及评价

目的 随着之前植入外科人工生物心脏瓣膜患者瓣膜毁损的病例增加,介入瓣膜瓣中瓣越来越多地被用于临床.由于其临床应用时间不长,目前没有长期临床数据可以参考,故实验采用体外加速方法,对一种介入瓣膜瓣中瓣耐久性能进行测试及评价.方法 将23 mm、27 mm、29 mrm 3个规格(牛心包材质)介入瓣膜作为瓣中瓣分别安装在23...     

国产新型人造心脏瓣膜--全热解碳双叶瓣的研制和植入研究

目的 :研制新型人造心脏瓣膜。方法 :在沉积炉流化床中试制无基体全热解碳材料并检测其品质。设计双叶式人造心脏瓣膜结构图形。将材料加工成元件并组装成瓣膜。对材料和瓣膜作理化性能和生物学测试。作二尖瓣置换术动物实验 ,分别用双导管法和超声法在静息状态和多巴酚丁胺负荷模拟运动状况下测定瓣膜血流动力学性能。作人造瓣膜替换术 ,术后患者接受华法令低强度抗凝。用双导管法和超声法测定瓣膜的血流动力学参数。对术后全部患者作长期随访检查和记录。结果 :研制材料符合无基体全热解碳品质。双叶瓣设计获国家专利。瓣膜孔口直径大于其他常用双叶瓣和单叶瓣。流体动力学测试与CarboMedics双叶瓣、国产C L单叶瓣相比 ,研制瓣跨瓣压差最低 ,有效瓣口面积最大。瓣膜疲劳试验在不小于 10kPa压力下 ,经过 380× 10 6次的循环 ,开启关闭正常 ,无飞片、碎裂、分层、剥离。关闭分数和泄漏分数均在 10 %以内。细胞毒性、致敏、全身毒性、血液相容性、皮内植入反应试验等生物学试验结果均符合国家标准。动物试验羊长期存活 ,其中临床及尸检均表明未发生与瓣膜有关的并发症 ,两只羊在术后 30个月超声心动图检查提示人造瓣返流量小 ,测定M 2 1的跨瓣压差低 ,为 0 .91± 0 .0 5kPa。临床 6 2例换瓣包括MVR39例 ,     

人工心瓣材料—碳／金属在血液中的电偶腐蚀

本文研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢、3y-C_2钴基合金、Ti-6Al-4V钛合金与LFI碳在0.9％NaCl溶液、家兔血及人体血液中的电偶腐蚀。这三种合金分别与LTI碳耦合的试验表明,它们的电偶腐蚀效应都很小,并且不同的阴、阳极面积比,对电偶腐蚀几乎没有影响。 研究结果说明,在钝性金属表面采用等离子沉积碳膜用作人工心脏瓣膜的材料,从腐蚀的角度来说是完全可行的。     

医用钛合金的表面改性

金属材料是目前临床骨科中应用最广泛的生物材料之一。临床应用的金属材料主要包括：不锈钢、钴基合金、钛合金及记忆合金等。传统的不锈钢、钴基合金，由于其自身的缺陷，在临床应用中发现存在不少问题，如生物相容性差，组织反应严重：耐磨性差，金属离子溶出，导致金属离子的致敏、致癌反应：弹性模量高，易产生应力遮挡等。近几年来，钛合金以其良好的生物相容性、与骨组织相近的弹性模量及在生物环境下优良的抗腐蚀性，在临床得到了广泛的应用。对Co-Cr合金、不锈钢在临床应用中的主导地位，提出了严重的挑战，并有逐步取代Co-Cr合金、不锈钢内植入物的趋势。     

脱细胞猪主动脉瓣叶的生物力学特性和免疫反应性

目的：探讨脱细胞猪主动脉瓣叶构建组织工程心脏瓣膜支架的可行性。方法：经胰酶-EDTA、表面活性剂、核酸酶处理，去除瓣叶的细胞成分，测定脱细胞瓣叶的生物力学特性，同时行大鼠皮下包埋实验，观察其免疫反应性。结果：瓣叶中的细胞成分能完全去除，获得无细胞的纤维网状支架。脱细胞瓣叶与新鲜瓣叶有基本相同的应力-应变曲线及应力-松弛曲线，而弹性模量、面积比、松弛强度、断裂强度和断裂伸长率两者无显著差异。脱细胞瓣叶的免疫反应性明显降低。结论：猪主动脉瓣叶经脱细胞处理后可以作为组织工程心脏瓣膜的支架材料。     

实时三维超声心动图检查在心脏瓣膜性疾病诊断中的应用研究

目的:分析实时三维超声心动图(Real time three-dimensional echocardiography,RT-3DE)检查在心脏瓣膜性疾病诊断中的应用价值.方法:收集本院2019年9月至2020年12月收治的66例心脏瓣膜性疾病的临床资料.均行经胸超声心动图(Thoracic echocardiography,TTE)、RT-3DE检查.对比TTE、RT-3DE检查诊断心脏瓣膜性疾病符合率.结果:RT-3DE检查诊断心脏瓣膜性疾病的符合率为92.42％(52/66);TTE检查诊断心脏瓣膜性疾病的符合率为78.79％(61/66),明显低于RT-3DE检查(P<0.05).Kappa检验结果显示,TTE检查与RT-3DE检查在心脏瓣膜性疾病诊断的心脏瓣膜性疾病的Kappa值=0.387,二者具有一般程度一致性.主动脉瓣先天性发育畸形RT-3DE可见瓣叶呈三叶式,瓣下环形膜样狭窄;房室瓣发育畸形经RT-3DE检查示三尖瓣下移畸形,三尖瓣呈条状肌索,无活动性;肺动脉瓣狭窄经RT-3DE检查可见肺动脉瓣明显增厚,回声增强,收缩期瓣叶呈圆顶帐篷状突入肺动脉瓣.同时可见喷泉状细窄血管束.结论:RT-3DE检查可有效显示心脏瓣膜性疾病的影像学特征,提高诊断符合率,对临床手术方案制定具有指导意义.     

心血管植入物的钙化:研究和进展

1 心血管植入物钙化的临床重要性钙化损伤影响各种临床和实验性心血管植入物的应用。研究发现少年和青年人生物心脏瓣膜钙化比老年人发生的快,钙代谢失调的病人,也有增加生物瓣膜的钙化危险。钙沉积最常发生在受应力作用最大的部位。生物瓣钙化引起狭窄或心脏瓣口关闭不合或狭窄合并关闭不全。这种情况一旦发生还没有重新手术的简单方法或预防     

肺动脉四瓣变异1例

作者在解剖一具2岁的男童标本时,发现其心脏肺动脉瓣异常,现报道如下:心脏的外形大小正常,肺动脉有4个瓣膜.按瓣膜位置分前半月瓣,左半月瓣,右半月瓣,其中前半月瓣分为两个大小对称的小半月瓣,前(左)瓣膜基底部长4.3 m m,深5.9 m m,厚0.3 m m,前(右)瓣膜基底部长4.8 m m,深5.6     

组织工程心脏瓣膜的研究进展

组织工程心脏瓣膜(tissue engineering heart valve,TEHV)理论上能克服机械瓣及生物瓣的不足,具有广阔的发展前景.目前组织工程心脏瓣膜的研究主要集中在瓣膜支架材料的选取及制备、种子细胞的选择和种子细胞的种植及培养等三方面.本文将分别就这三方面研究进展进行介绍,分析目前存在的问题,并对其应用进行展望.     

组织工程心脏瓣膜支架材料的研究和展望

背景：当前应用于临床的生物瓣和机械瓣都存在着一定缺陷,而组织工程心脏瓣膜将避免这些问题成为理想的生物瓣膜替代物。 目的：综述近年来组织工程心脏瓣膜支架材料的研究进展及面临的问题。 方法：应用计算机检索1990至2011年万方数据库相关文章,检索词为“组织工程,心脏瓣膜,支架材料”,并限定文章语言种类为中文。同时计算机检索1990至2011年 PubMed数据库相关文章,检索词为“tissue engineering,heart valve,scaffold materials”,并限定文章语言种类为English。共检索到文献147篇,最终纳入符合标准的文献61篇。 结果与结论：人工心脏瓣膜置换是目前治疗心脏瓣膜性病变的主要外科治疗手段,但现有机械瓣和生物瓣都不是理想的心脏瓣膜置换物,在耐久性,增长潜力,相容性,抗感染方面有着显著的缺陷。组织工程心脏瓣膜是一个活体器官,并具有和自体心脏瓣膜同样的生长,修复和重建能力,这一新概念的提出为构建理想的心脏瓣替换物带来了希望。     

无支架四叶心包二尖瓣的应力分析

目的研究一种改进的无支架四叶心包二尖瓣的力学性能,通过数值模拟获得该种瓣膜的变形和应力分布.方法考虑材料非线性,大变形和接触条件建立有限元模型,采用有限元法进行应力分析.结果分析表明,数值模拟结果的瓣膜开启和闭合形态与体外流体动力学实验所观察到的相当接近,瓣叶闭合良好,瓣叶应力分布较均匀,应力大小在合理的范围内.结论有限元模型合理且有效,其分析结果可以作为评价该种瓣膜生物力学性能的参考.     

机械应力对牛心包瓣原发性损坏的影响

引起牛心包瓣原发性损坏的生理学和病理学因素与机械学因素同等重要。从我院再次手术中收集到的22只失效瓣膜来看,在瓣架尖端区和侧边区的损坏发生率分别占30.3％和36％,撕裂、磨损和钙化的发生率分别占25.8％、18％和31.6％。牛心包片的弯曲试验和牛心包瓣的显微镜观察表明,由于经戊二醛处理的牛心包片的拉伸弹性模量是压缩模量的25倍,因此当牛心包片弯曲变形时,弯曲内侧必然出现挤压屈服,并逐渐发展到楔状挤压。牛心包瓣临床失效的形式及其分布提示,瓣叶损坏主要是由于瓣叶在启闭活动过程中的这种弯曲挤压引起的。因此在改进牛心包瓣时,应考虑机械应力,特别是弯曲变形的应力对瓣膜损坏的影响。     

组织工程心脏瓣膜细胞生物学研究进展

由于现有的机械瓣和生物瓣仍存在种种不足,如不具备生长性、需抗凝、易感染、不能生长和自我修复等。组织工程心脏瓣膜是一新兴的研究领域,涉及多门学科。构建组织工程心脏瓣膜应包括支架的制作、细胞的种植、瓣膜的体外培养和最终移植入人体。其中种植的细胞是组织工程心脏瓣膜的基本要素。就组织工程心脏瓣膜的细胞生物学研究进展做一综述。     

医用金属材料相关产品的应用现状和发展趋势

医用金属材料用作生物医学材料的金属材料,是一类用作生物医用材料的金属和合金,是一类生物惰性材料,是临床应用最广泛的植入材料。主要用于骨和牙等硬组织修复和替换,心血管和软组织修复以及人工器官制造中的结构元件。已用于临床的医学金属材料主要有不锈钢、基合金、钛基合金和多孔金属四大类。由它制成的医疗器件植入人体内,具有治疗、修复、替代或增进人体组织或器官的功能。金属材料在医学上的应用已有很长的历史,用于人体植入物的历史已有400余年。〇时间可追溯到公元前2500年,考古学家从埃及古墓中收集到的假牙架模子显示出使用了金线捆绑牙齿。据推测这种假牙架是主人去世后制作的,还不能算做医用金属。公元一世纪古罗马的考古发现了在牙床上同时存在的用金丝捆绑两种不同的牙齿。〇公元659年编辑完成的《新修本草》是中国医学史上第一部国家药典,其中介绍了由白锡、银箔、水银调配成的银汞合金用于补牙,这是世界医学史上最早的补牙文献记载。〇十九世纪中叶,金属板针开始在医学临床上用于固定骨折,至二十世纪三、四十年代,生物医用金属材料应用已很普遍。除用于骨、牙、关节等硬组织的修复和替换器械外,还参与制作矫形丝、血管扩张器、人工气管、生殖避孕器材及各种外科辅助器件。     

组织工程心脏瓣膜细胞生物学研究进展

由于现有的机械瓣和生物瓣仍存在种种不足，如不具备生长性、需抗凝、易感染、不能生长和自我修复等。组织工程心脏瓣膜是一新兴的研究领域，涉及多门学科。构建组织工程心脏瓣膜应包括支架的制作、细胞的种植、瓣膜的体外培养和最终移植人人体。其中种植的细胞是组织工程心脏瓣膜的基本要素。就组织工程心脏瓣膜的细胞生物学研究进展做一综述。