心脏辅助与替代装置中的血泵

背景：心脏替代型血泵得到迅速地发展,不仅在结构上具有便携辅助式或体内植入式,性能上也通过了几代的改进而具有良好的生理相容性。目的：介绍心脏可视化手术中人工心肺机用血泵,心脏终末治疗时机械替代用的各种辅助血泵和全人工心脏,并展望人工心脏未来发展的趋势。方法：应用计算机检索维普数据库、IEEE Xplore数据库、Springer Link数据库及谷歌学术进行检索并参考相关书籍,以＂血泵＂、＂人工心脏＂为关键词,选择内容相关的文献。结果与结论：共纳入43篇文献。血泵为实现心脏直视手术及心脏的终末治疗提供了可能性,有非常高的临床价值。但血泵从结构设计和控制方面都有待提高,其中做到血泵用材料与人体具有良好的生理相容性及生理参数的控制系统是目前血泵发展的关键问题。     

人工心脏的临床应用进展

心脏移植是治疗终末期心肌病惟一有效方法。但由于心脏供体的缺乏，使许多患者在等待供体的过程中死亡。人工心脏是用来部分或全部替代心脏的泵血功能，维持良好全身循环状态的机械装置。近年来，随着现代工业技术的发展及材料的更新，随着人工心脏性能的改善，其耐久性和生物相容性都明显提高，使用时间也延长，为不少终末期心衰患者获得了心脏移植的机会。     

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．heartvalve,scaffoldmaterials”,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。     

不同诱导材料修复骨损伤的生物相容性分析

目的:对组织工程康复手段康复过程中生物材料生物相容性的必要性和重要性进行阐述.方法:第一作者应用计算机检索PubMed数据库及CNKI数据库,在标题和摘要中以"急性损伤,骨,生物材料"或"Acute Injury,Bone,Biological Materials"为检索词进行检索.选择内容与骨急性损伤治疗手段、材料学特点、生物相容性及其应用效果相关文献,共纳入20篇文献进行分析.结果:早期组织工程学骨组织治疗手段以自体移植与异体移植为主,这两种移植均存在缺陷,前者易对患者造成二次伤害,后者面临较大的生物安全隐患,因此人工骨组织修复生物医用材料越来越受到临床青睐.目前所用的骨移植人工生物材料主要包括:骨衍生材料、高分子材料、无机材料和复合材料等,这类材料具有对机体组织进行修复、替代与再生的作用,其中生物材料是否具备良好的生物相容性,对其运用的成败起到至关重要的作用.结论:理想生物材料的选择必须重视其良好的生物相容性,其生物相容性的好坏直接决定着骨康复治疗的效果,可以说良好的生物相容性应是组织工程治疗手段过程中生物材料选择的基础和必要条件.     

心脏永久性起搏器临床应用的新进展

目的:概述心脏永久性起搏器的最新临床应用,介绍其治疗效果与机械制造机制的关系。资料来源:检索Pubmed2000-01/2006-12与心脏永久性起搏器临床应用相关的文献,检索词为"pacemaker,application",并限定语言种类为英文,同时检索万方期刊全文数据库同期相关文献,检索词为"起搏器,治疗",限定文章语言为中文。资料选择:对资料进行初审,选取与心脏起搏器最新临床应用相关的大规模临床试验性文献,排除标准:重复性研究。资料提炼:共收集到关于起搏器最新临床应用的文章共203篇,其中31篇符合标准。资料综合:起搏器通过模拟正常心肌细胞的起搏、传导功能,替代无法正常工作的心肌细胞以保证心脏起搏传导系统工作的顺序和完整、心肌细胞的电生理活动、心脏的正常射血及全身的有效血供。起搏器的临床应用也从传统的单纯治疗缓慢性心律失常扩展到治疗多种疾病,心电衰竭、心电紊乱和部分非心电性心脏病是当今起搏器治疗适应证的三大方面。随着起搏器微型化进程,数字信号处理技术的进步,诊断及心内膜电生理标记的发展,现代起搏器能够为那些具有顽固性症状的患者提供更先进的诊治方法,为更多的患者解除病痛。结论:心脏永久性起搏器通过模拟正常心肌细胞的起搏、传导功能,可应用于治疗以下疾病,并取得很好的效果:①通过起搏器心脏再同步方法治疗慢性心力衰竭。②预防和治疗心房颤动。③治疗肥厚性梗阻型心肌病。④治疗血管迷走性晕厥。⑤治疗长QT间期综合征。⑥治疗直立性低血压。⑦治疗单纯P-R间期延长。⑧治疗先天性心脏病。     

高分子组织工程材料在组织工程中的应用

学术背景:组织工程学的发展为组织或器官的修复与再建提供了可能,组织工程及高分子材料的研究进展值得探讨.目的:从生物相容性的角度出发论述了组织工程的研究内容及高分子组织工程材料在组织工程中的应用.检索策略:由该论文的研究人员应用计算机检索Pubmed数据库1990-01/2007-12相关文献,检索词"tissue engineering,tissue engineering materials,Polymers materials,bio-compatibility,bio-compatibility materials,cell-compatibility,cell-compatibility materials",并限定文章语言种类为English,同时计算机检索万方数据库1990-01/2007-12期间的相关文章,检索词为"组织工程;组织工程材料;高分子材料;生物相容性材料;生物相容性;细胞相容性;组织相容性",并限定文章语言种类为中文.共收集到81篇相关文献,对资料进行初审.纳入标准:文章内容应与生物相容性组织工程材料相关.排除标准:重复研究或Meta分析类文章.30篇文献符合纳入标准,排除的51篇文献为内容陈旧或重复.符合纳入标准的30篇文献中,19篇涉及生物相容性,11篇涉及细胞相容性材料.文献评价:文献的来源主要是Pubmed数据库及万方数据库.共得到论著类文章25篇,综述类文章5篇.资料综合:组织工程研究的内容包括种子细胞种植、生物材料植入及细胞移植.细胞的研究包括基因重组技术,将同种、自体或异种的组织体外分解成细胞后培养、增殖后进行构建.材料的研究主要集中于如何将材料与活细胞建成组织工程构建,即具有生物功能的活性材料,由于组织工程材料应具备最佳的材料与细胞界面反应效果,因此设计具有化学分子水平、三维分子水平的细胞/材料杂化界面,具有宏观三维分子水平、符合生物力学要求的装置是组织工程材料研究的核心.高分子材料由于具有良好的物理机械性能、分子结构更接近于生物体而广泛用作生物材料,并在组织工程领域发挥着重要作用.结论:研究开发具有良好组织相容性的材料是组织工程发展的基石,高分子材料具有较好的性能及接近于生物体的分子结构在组织工程中应用广泛.     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的制备及发展趋势

背景:纳米羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术,但脆性太大限制了其在承载部位骨替换中的应用.纳米羟基磷灰石,壳聚糖复合材料因具备优良的生物相容性和合适的力学性能,已逐渐成为骨替代材料的研究热点.目的:对纳米羟基磷灰石,壳聚糖复合材料的制备方法及其发展趋势进行综述.方法:应用计算机检索Medline数据库(1995-01/2009-03),以"nano-hydroxyapatite,chitosan,preparation,development trend"为检索词;应用计算机检索维普数据库(1995-01/2009-03)、清华同方数据库(1995-01/2009-03),以"纳米羟基磷灰石、壳聚糖、制备方法、发展趋势"为检索词.结果与结论:共收集2 034篇相关文献,中文1 634篇,英文670篇.排除发表时间较早、重复及类似研究,纳入37篇符合标准的文献.纳米尺寸的羟基磷灰石与壳聚糖复合而成的新型材料,由于在结构上与天然骨更为接近,纳米羟基磷灰石复合材料比相应的微米复合材料具有更好的生物学性能;同时优化材料的组成、结构和工艺将可能得到力学性能与天然骨更为匹配的骨修复材料.文章综述了近年来国内外羟基磷灰石,壳聚糖复合材料的制备方法,随着生物材料的快速发展,羟基磷灰石复合材料被广泛应用于骨组织修复与替代手术中,但由于其具有传统陶瓷固有的力学性能差的缺点,限制了它在临床上的应用.     

基于两级级联神经网络估计血泵转速及压力变化对血流量的影响

背景:对人工心脏输出流量进行及时精确的检测直接关系到人工心脏在动物实验及临床应用中的效果,但实现起来却比较困难。目的:探究辅助循环过程中,心血管血流动力学参数如何反映血泵的工作状态?通过体外辅助循环实验,结合理论分析法,以得到掌握血泵流量特性的神经网络结果。方法:为了正确地评估和检测心室辅助装置中血泵的工作状态,建立两种不同类型的神经网络级联模型,评估血泵转速、压力的连续变化对流量的影响。在第一级中,运用BP神经网络来评估在血泵不同转速下连续变化的压力对流量的影响;在第二级中,运用径向基网络估计血泵转速连续变化对流量的影响。结果与结论:将经训练的级联网络应用于评估转速、压力对流量造成的影响,其结果与以往的方法相比显示了很好的评估能力。     

脊髓防粘连膜的生物相容性与可降解性

目的:评价组织工程材料脊髓防粘连膜的生物相容性及可降解性.方法:第一作者应用计算机检索PubMed数据库(http://www ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及CNKI数据库(www.cnki.net/index.htm),以"生物相容性:壳聚糖;脊髓;生物材料"或"Biocompatibility;chitosan;spinal cord;biological materials"为检索词进行检索.选择文章与检索关键词材料学特点、生物相容性及其应用效果相关,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章.共纳入42篇文献.结果:预防和减少经椎管内脊柱手术术后硬膜外瘢痕粘连一直是脊柱外科的研究热点.植入防粘连材料是预防和减少硬膜外瘢痕粘连的主要方法.理想的防粘连材料应该具有良好的生物相容性,无炎症反应,不产生排斥;能有效地覆盖手术部位,防止纤维组织长入,降解时间适当,无毒副作用等.壳聚糖是一类极具发展潜力的天然生物材料,其在生物医药材料中的研究以及应用越来越受到重视.结论:壳聚糖是一类具有良好生物相容性的材料,可以发挥预防椎板切除术后硬膜外粘连的优势,同时可明显抑制椎板切除术后硬膜外胶原组织的增生及代谢,从而减少瘢痕组织的形成,在组织工程研究中有广阔的应用前景.     

干细胞移植治疗心脏疾病的研究与应用

背景:心脏疾病发展到终末期,由于受到种种限制,现有的治疗手段不能从根本上治愈心脏疾病.干细胞是各种成熟细胞的起源细胞,具有自我更新和分化的潜能,其有较强的再生能力,替代,修复或加强受损的组织或器官的生物学功能,理论上使心血管疾病最终得到治愈成为可能,尽管存在争议,但大量研究资料表明干细胞移植治疗是安全有效的.目的:综述干细胞移植治疗心脏疾病的相关研究进展.方法:第一作者应用计算机检索1999-01/2006-10 PubMed数据库(网址http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)相关文章,检索词为"stem cells,transplant,heart disease",并限定文章语言种类为English.同时计算机检索1999-01/2006-10中国期刊全文数据库(网址http://www.wanfangdata.com.cn)相关文章,检索词为"干细胞,移植,心脏疾病",并限定文章语言种类为中文.共检索到文献60篇.结果与结论:各种类型的心脏疾病发展到终末期,由于受到心肌细胞结构和功能的不可逆损害,健康的心肌细胞有限的代偿不能满足机体需求,各种姑息保守治疗手段不能解决根本问题,难以达到令人满意的程度.而心脏供体源有限、免疫排斥反应、费用的昂贵及手术的高风险使心脏移植治疗受到很大的限制.给临床治疗提出了严峻的挑战.寻找一种更有效的治疗手段、开辟新的治疗途径成为必然.随着组织、细胞工程研究的不断深入,细胞重建和功能恢复的干细胞移植疗法成为有应用前景的研究热点.     

非心脏手术前加用他汀类药物干预治疗有效性的Meta分析

目的对非心脏手术前加用他汀治疗的有效性作出较客观评估。方法制订原始文献的纳入标准、排除标准及检索策略,检索Pubmed、EMBASE、Springer、The Cochrane Library数据库、中国期刊全文数据库、万方数据库及维普中文科技期刊数据库等,获得研究非心脏手术前加用他汀治疗的有效性的相关文献,对纳入研究进行筛选和评价后采用Cochrane协作网提供的Rev Man 5.2统计学软件进行统计分析。结果共纳入5个有关非心脏手术前加用他汀治疗有效性的随机对照研究文献,非心脏手术前加用他汀治疗的RR心源性死亡率=0.51(95%CI 0.28⁰.94),P=0.03;RR心肌梗死发生率=0.55(95%CI 0.350.94),P=0.03;RR心肌梗死发生率=0.55(95%CI 0.35⁰.88),P=0.01。全因死亡率、卒中发生率、新发房颤发生率的数据分析无统计学意义。结论本研究在一定程度上反映了非心脏手术前应用他汀治疗可有效降低心源性死亡率、心肌梗死发生率,但由于纳入研究较少,质量不高,尚需开展和设计多中心大样本的随机对照试验做进一步验证。     

生物材料生物相容性的评价方法和发展趋势

背景:对生物材料进行生物相容性的评价是进入临床实验前的重点研究内容,但是目前国内外标准的评价体系尚未完全建立,影响了生物材料的研究.目的:对生物材料生物相容性的评价方法进行回顾和展望.方法:应用计算机检索2000-01/2010-08 PubMed数据库相关文章,检索词为"biomaterials,biocompatibility,evaluated methods,trend",并限定文章语言种类为English.同时计算机检索2000-01/2010-08中国期刊网全文数据库(CNKI)相关文章,检索词为"生物材料,生物相容性,评价方法,研究进展",并限定文章语言种类为中文.共检索到文献104篇,最终纳入符合标准的文献25篇.结果与结论:生物材料必须具有良好的生物相容性才能确保临床应用的安全性.生物材料不引起明显的临床反应以及能耐受宿主各系统的作用而保持相对稳定、不被破坏和排斥的生物学性质则为生物相容性良好.生物相容性的评价是生物材料进入临床实验前必不可少的关键环节.随着分子生物学的迅速发展,生物材料生物相容性的评价方法研究手段逐渐多样化,其评价已从整体、细胞水平进入了分子水平.     

不同类型人工心脏瓣膜质量及安全性的评价

目的:评价不同类型人工心脏瓣膜质量及安全性,通过观察瓣膜置换中的超声多普勒血流动力学表全面评价不同类型人工心脏瓣膜的生物相容件和血流动力学表现并与未使用的同类瓣膜进行比较.方法:以计算机检索方法在检索中国期刊全文数据库中(CNKl:1990/2008)检索关于不同类型人工心脏瓣膜置换的临床研究与实验研究的随机对照实验,检索词为"人工心脏瓣膜、血流动力学".检索后对每项研究的资料结果进行提取、分析.结果:共有13项实验476例人工心脏瓣膜置换患者、6项建立人工心脏瓣膜置换的动物模型的实验研究符合纳入标准,随访结果显示国产机械瓣是一个可靠的心脏瓣膜,与传统机械瓣相比,生物瓣具有更好的血流动力学性能,但其远期在体对血流动力学的影响尚有待进一步随访观察.结论:人工瓣膜包括机械瓣膜和牛物瓣膜,作为替代严重受损瓣膜工作的人工瓣膜置换术目前已成为临床改善患者血流动力学异常、提高生活质量的有效治疗方式.但限于实验时间限制,目前还没有更长时间的实验数据,其他有效性指标和安全性,有待更多证据加以评价.     

负压对机械转流管道中血流溶血过程的影响

机械性辅助循环对挽救心泵功能衰竭病人的生命具有重要价值[1] 。但应用机械血泵进行心脏辅助可引起一些重要的并发症 ,如溶血和血栓形成等 ,亟待进一步解决[2 ,3] 。在正常条件下 ,血细胞生存的压力环境基本处于正压区 ,因此 ,需确定机械性循环时非生理环境因素的影响。目前尚缺乏相应的研究文献揭示负压与机械转流管道中血流溶血过程的关系。本试验探讨了负压对机械性溶血的影响 ,对辅助装置的临床应用提供指导。1　材料和方法模拟循环线路如图 1所示。图 1　模拟循环线路示意图　　模拟循环系统包括离心式血泵(由本研究室自制 ) ,泵输入 …     

镁及镁合金植入体在骨科临床中的应用与进展☆

背景:镁是可被人体吸收的常量元素,作为医用生物材料具有明显的优势.目的:综述镁及镁合金在骨科应用中的优点、缺点及近年来国内外的研究进展.方法:由第一作者检索2000/2011 PubMed数据及CNKI数据库有关镁离子合金在医疗领域的研究进展等方面的文献.结果与结论:传统医用金属材料包括不锈钢、钴基合金和钛基合金存在生物相容性差、生物力学性能不匹配、需要二次手术等弊端,镁合金具有良好的生物力学相容性、可降解性能、生物安全性,并且资源丰富.可在生理电解质环境中通过腐蚀而发生降解的特性,在骨科领域展示了巨大的潜在应用前景.     

运动员心脏与运动

目的:长期的运动训练可以使机体发生生理和生化上的适应,心输出量增加,动静脉氧差增大。分析运动诱导心脏血流动力学的变化和心肌肥大有助于区分病理性心肌肥大,为运动健身提供依据。资料来源:应用计算机检索Medline1989-01/2005-03关于运动员心脏的相关文献。检索词“exercise,athlete’sheart”,并限定语言种类为英文。同时检索中国期刊全文数据库http://www.cnki.net1989-01/2005-03关于运动员心脏的相关文献,检索词“运动员心脏和运动”,限定语言种类为中文。资料选择:对资料进行初审,选取与运动员心脏相关文献。并查找全文,排除重复性研究及经验和个案报告文献。资料提炼:在检索85篇文献中有31篇文献是关于运动员心脏与运动,运动心脏与血流动力学的变化等研究的文献。删除6篇重复性研究;对25篇进行资料整理,选用其中16篇作为参考文献。资料综合:在持续性运动期间运动诱导心肌肥大是心输出量增加的生理基础。超声的研究结果表明大部分的运动员具有中等程度的心肌肥大,但有一小部分运动员显示出较大程度上的心肌肥大。影响左室肥厚的因素包括遗传特征、性别、年龄、种族以及运动项目。结论:除受运动训练影响外,运动员不同程度上心肌肥大的变化表明基因、内分泌以及生物化学的方面的因素同样影响心脏的大小。     

人工椎体的组织相容性和力学性能

背景:近年来,随着组织工程学的发展,椎体替代材料趋于多样化,学者们不再满足于其能否恢复椎体高度与即刻稳定性,而是更为关注远期的融合,良好的组织相容性和力学性能。目的:分析国内人工椎体的组织相容性和力学性能。方法:以人工椎体、相容性、生物力学为检索词在中国期刊全文数据库中检索与人工椎体生物相容性和生物力学研究相关的文献进行分析。结果与结论:人工椎体组织相容性的动物实验显示,纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合人工椎体成分和结构与人体骨相似,具有良好的生物相容性,成骨活性;可发生生物降解,其降解作用与成骨能力匹配。人工椎体的生物力学研究显示出纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合人工椎体不仅具有良好的生物活性,而且具有良好的轴向压缩载荷和椎间支撑能力,力学性能优异。生物陶瓷人工椎体不仅具有良好的生物相容性,而且在治疗椎体肿瘤中有靶向定位作用;金属材料的人工椎体经过多年的改进,其生物相容性亦可满足临床要求。就各类型人工椎体优劣而言,仍需进一步大量研究和实践,就其临床应用而言,需根据临床需要进行选择。     

诱导骨髓间充质干细胞分化移植后的心脏电生理特性

背景:随着生物技术的发展,使用骨髓间充质干细胞修复心肌梗死后或者心肌肥厚心肌组织的电生理学成为当今研究热点.目的:概述骨髓间充质干细胞向心肌细胞诱导分化移植后的电生理特征的研究进展.方法:应用计算机检索PubMed数据库,Springer Link数据库,Science Direct数据库,CNKI数据库2000-01/2010-10文献,检索词分别为"bone marrow mesenchymal stem cells,cardiac/heart,electrophysiology/ electrophysiological characteristics"和"骨髓间充质干细胞,心脏,电生理".选择骨髓间充质干细胞向心肌细胞诱导分化移植后的电生理特征的文章,无论观察对象是人或者动物均纳入检索标准.排除重复研究或Meta分析类文章.结果与结论:收集到208篇相关文献,排除162篇不符合标准的文献,共纳入46篇符合标准的文献.经分析得出以下结论:骨髓间充质干细胞诱导分化移植后,在动物试验模型中和心肌梗死或心肌肥厚的患者中均可有效的改善心功能,为心肌病的临床治疗提供了崭新的策略.而移植后所生成的心肌样细胞在改善心脏功能的同时,对心脏电生理也产生了一定的影响.     

人工心脏——直叶片非搏动流单心室辅助

尽管搏动流叶轮式辅助泵和全人工心脏叶轮泵的研制,以及流线型叶轮叶片的应用取得了进展,但是到现在为止最佳的结果是直叶片非搏动流单心室辅助泵取得的.之前按仿生原理所做的所有努力似乎是徒劳的,文章回顾过去25年里人工心脏研究与发展中的一些重要成就,并且与读者分享作者的经验.     

基于两级级联神经网络估计血泵转速及压力变化对血流量的影响

背景：对人工心脏输出流量进行及时精确的检测直接关系到人工心脏在动物实验及临床应用中的效果,但实现起来却比较困难。目的：探究辅助循环过程中,心血管血流动力学参数如何反映血泵的工作状态？通过体外辅助循环实验,结合理论分析法,以得到掌握血泵流量特性的神经网络结果。方法：为了正确地评估和检测心室辅助装置中血泵的工作状态,建立两种不同类型的神经网络级联模型,评估血泵转速、压力的连续变化对流量的影响。在第一级中,运用BP神经网络来评估在血泵不同转速下连续变化的压力对流量的影响;在第二级中,运用径向基网络估计血泵转速连续变化对流量的影响。结果与结论：将经训练的级联网络应用于评估转速、压力对流量造成的影响,其结果与以往的方法相比显示了很好的评估能力。