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。     

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。     

补片在妇产科疾病中的临床应用及其生物相容性

背景：生物补片是重要的盆底组织替代物,能够替代薄弱受损的盆底筋膜组织,在盆底重建中的应用越来越广泛,但有关其疗效及生物相容性研究却少有报道。目的：探讨生物补片在妇产科疾病中的临床应用及其生物相容性。方法：应用计算机检索1990-01/2011-02PubMed数据库及维普数据库有关生物补片在妇产科疾病中的临床应用及其生物相容性方面的相关文献,英文检索词＂obstetrics,gynecologydiseases,treatment＂,中文检索词为＂补片,妇产科疾病,治疗＂。检索文献量总计192篇,最终纳入符合标准的文献22篇。结果与结论：盆底修复及重建的材料作为盆底组织替代物能替代薄弱受损的盆底筋膜组织,目前大致包括生物材料、人工合成材料两类。各种修补材料均有优缺点。在各种类型植入物中,自体组织、同种异体移植物、异种移植物植入后易感染,磨损,生物相容性较差,作为重建材料并不合适。合成的可吸收补片材料坚固,应用方便,但可能发生感染、排斥和侵蚀等并发症,生物相容性较差。合成的不可吸收补片和脱细胞补片感染发生率低,并发症少,生物相容性较好。但应用哪种补片材料更佳及远期疗效等均有待于延长随访时间、大规模前瞻性病例对照研究加以验证。     

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。     

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2000-01/2010-08PubMed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。     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料的研究及应用

背景：纳米羟基磷灰石在骨修复替代材料中有明显优势,但骨诱导活性低、力学性能差等缺陷限制了其临床应用。为克服弊端,国内外学者从仿生学等角度出发,以纳米羟基磷灰石为基础,掺杂、复合有机或无机材料,得到多种仿生复合材料。 目的：综述纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料的研究及应用进展。 方法：应用计算机检索1987年1月至2012年12月PubMed数据库相关文章,检索词为＂nano,hydroxyapatite ,polyamide 66＂。同时,计算机检索1987年1月至2012年12月中国期刊网全文数据库相关文章,检索词为＂纳米,羟基磷灰石,聚酰胺66＂。共检索到文献93篇,最终纳入符合标准的文献56篇。 结果与结论：纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料具有良好的热稳定性、生物力学性能及生物相容性。目前,纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料研究及引用主要集中于人工椎体、人工椎板及椎间融合器等,并取得了良好临床治疗效果,但仍有很多问题尚需要解决,如诱导成骨、降解情况都缺少长期而详尽的随访资料,而且目前主要是通过细胞学、组织学等方面来评价其生物安全性,尚未涉及到分子水平。     

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。     

运动性关节软骨缺损支架材料的选择及其生物相容性

背景：骨软骨支架是用于承载细胞,供细胞黏附、生长、增殖、分化的载体。目的：总结运动性关节软骨缺损支架材料的应用进展及其生物替代材料的生物相容性。方法：以＂关节软骨,生物材料,工程软骨,支架材料,生物相容性＂为中文关键词,以＂tissue enginneering,articular cartilage,scaffold material＂为英文关键词,采用计算机检索维普数据库、PubMed数据库1993-01/2010-11相关文章。纳入与有关修复关节软骨损伤、生物材料、支架材料、生物相容性等相关的文章。以20篇文献为重点对运动性关节软骨缺损修复用的生物材料的生物相容性进行了讨论。结果与结论：天然软骨支架材料因其具有细胞识别信号,故生物相容性好,细胞黏附率高,但力学性能较差。有些人工合成材料生物相容性不理想、亲水性差、对细胞吸附不足,人工合成高分子聚合物生物相容性良好。复合支架利用不同生物材料的优点克制材料的局限性制备理想的复合支架,其混合比例、混合技术还有待进一步研究。目前尚无一种材料完全满足组织工程的要,通过材料制备技术的改进或将几种不同材料的复合,材料的性能会不断的提高。     

人工腰椎间盘假体设计原理研究及未来趋势发展

背景：椎间盘置换是治疗椎间盘退行性疾病的新选择,可在消除疼痛的同时保留腰椎原有的生物力学状态,但对于其假体结构和材料设计尚需进一步研究和验证。目的：对现有腰椎间盘假体结构和材料设计方案进行综述,并对其未来优化设计进行展望。方法：第一作者应用计算机检索中国期刊全文数据库、Pubmed数据、中国生物医学文献数据库中2005年1月至2013年2月有关人工腰椎间盘及髓核假体材料类型及生物力学的文章。中文检索词为“人工椎间盘,假体设计原理,结构,材料,临床试验”,英文检索词为“artificial lumbar disc, total disc replacement, structure, material, clinical trial”,排除重复及陈旧文献。共检索到135篇文章,共纳入36篇文章进行综述。结果与结论：目前用于椎间盘的材料有钴铬合金、陶瓷、不锈钢、钛合金和超高分子量聚乙烯等。用不同材料制备的椎间盘假体较多,其中Bryan假体在临床最常用,三维有限元分析、体外实验及临床研究都证实具有良好的生物力学特性,置换成功率较高。人工髓核假体有预制型及原位聚合型,由于置换损伤小,是目前的研究热点,但很难达到人体髓核生物力学功能。挖掘新型材料来设计个性化假体是将来的发展方向。对于假体结构和生物材料设计经历了不断的改进与发展,文章结合最新研究趋势,对椎间盘假体未来在材料改进、结构仿生设计、假体和辅助置入器械优化设计等发展方向进行了展望。     

髋关节置换与运动性股骨头损伤

背景：体育运动中爆发性用力的跳跃动作容易造成髋关节损伤,髋关节周围的一些部位由于存在未闭合的骨骺而相对薄弱,猝然施加的暴力可以造成大块的撕脱性骨折.目的：总结髋关节置换治疗运动性股骨头坏死技术、置换材料及并发症的研究进展,评价修复运动性股骨头损伤中所应用的髋关节置换术的各种生物材料的性能和应用.方法：由第一作者采用电子检索的方式,在Pubmed数据库及万方数据库中检索1991-01/2010-12有关生物材料应用于组织工程肌腱支架的研究文章,中文关键词为＂股骨头坏死,生物材料,髋关节置换,并发症＂;英文关键词为＂artificial hip joints,biomaterials,prostheses＂.排除重复研究、普通综述或Meta分析类文章,筛选纳入21篇文献进行评价.结果与结论：分析了治疗股骨头坏死的髋关节置换技术的选择、置换材料的性能评价.髋关节置换技术以及置换材料都有各自的优缺点,绝大多数还处于研究阶段.利用陶瓷股骨头假体、金属对金属的假体减少由于高分子聚乙烯磨损颗粒导致的假体松动等研究受到了人们的重视.全髋关节置换已经成为晚期髋关节疾病的有效治疗手段,因其适应证范围宽,置换效果好,目前被认为是治疗股骨头坏死中晚期的金标准.     

人工关节置换后中医药治疗下肢深静脉血栓形成

背景：人工关节置换后下肢深静脉血栓形成的发病率较高,主要原因包括血管内膜受损、血流速度缓慢及血液呈高凝状态3个方面。目的：评价中医药在防治人工关节置换后下肢深静脉血栓形成中的作用。方法：以＂中医药,下肢深静脉血栓形成,防治,人工关节置换＂为关键词,采用计算机检索1989-01/2011-10相关文章。纳入与中医药防治下肢深静脉血栓形成相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。共纳入26篇相关文献进行综述。结果与结论：下肢深静脉血栓形成目前主要的治疗方法包括功能锻炼、梯度压力治疗、溶栓及抗凝药物治疗等。近年中医药在治疗下肢深静脉血栓形成中显示了良好的功效,主要包括丹参、川芎嗪、黄芪等,一些具有活血化瘀的中药复方也具有防治下肢深静脉血栓形成的作用,且与低分子量肝素联合治疗可起到更好的效果。说明中医药无论是在预防下肢深静脉血栓形成还是在其治疗中都显示出良好的效果,且不良反应较小,中西医结合功能锻炼将是防治下肢深静脉血栓形成的有效手段。     

人工心脏——直叶片非搏动流单心室辅助泵

尽管搏动流叶轮式辅助泵和伞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。     

全髋关节置换与人工股骨头置换修复老年股骨颈骨折：18个月随访比较

背景：老年股骨颈骨折患者行人工髋关节置换治疗,关于选择全髋关节置换还是人工股骨头置换目前仍存在争议。目的：比较人工股骨头置换与全髋关节置换修复老年人股骨颈骨折后18个月的随访结果。方法：纳入行人工髋关节置换的股骨颈骨折患者70例,男17例,女53例,年龄60-83岁,均为GardenⅢ型,Ⅳ型患者。根据置换方式分为两组,股骨头置换组39例,全髋关节置换组31例,两组患者性别、年龄、骨折分型及合并疾病构成上差异无显著性意义,具有可比性。X射线观察两组患者关节置换效果,综合比较两组患者术中输血量、术中失血量、术后引流量、手术时间、住院时间及置换后髋关节功能。结果与结论：经18个月随访,两组患者X射线显示股骨颈骨折均复位固定良好,假体位置良好。两组患者住院时间和术后引流量比较差异无显著性意义（P〉0.05）;两组患者术中输血量、失血量及手术时间比较,股骨头置换组优于全髋关节置换组（P〈0.05）;全髋关节置换组的髋关节功能恢复优良率显著高于股骨头置换组（P〈0.05）。提示老年股骨颈骨折行全髋关节置换后关节功能恢复较好,远期并发症较低,是老年人股骨颈骨折的首选治疗方法;人工股骨头置换具有手术时间短、出血少及输血量少等优点,适合身体状况差、活动量小及受伤前患肢已有功能障碍的高龄患者。     

影响人工全髋关节置换稳定性的因素

背景：人工全髋关节置换后出现假体松动的现象较常见,了解影响人工全髋关节稳定性的因素对提高人工全髋关节置换疗效是十分必要的。目的：总结近年人工全髋关节置换稳定性影响因素的最新研究进展,进一步认识人工全髋关节的稳定性。方法：应用计算机检索中国期刊全文数据库1997-01/2010-12有关人工髋关节置换后假体无菌性松动的相关文章,检索词＂人工关节,置换,稳定性＂。检索文献量总计98篇,最终纳入符合标准的文献30篇。结果与结论：人工全髋关节置换稳定性的影响因素及发病机制较为复杂,其主要原因是力学因素,其次是生物学因素,它们共同结果是造成骨吸收、骨溶解,最终导致假体松动、骨质破坏。其过程还与许多细胞因子的参与密切相关。针对引起人工全髋关节稳定性的影响因素,可以从关节材料、安放角度、抑制磨损颗粒移动、促进成骨及抑制骨吸收等方面来防治。     

基于心率的主动脉血泵流量控制

背景：随着人工心脏研究和应用的不断发展,在装置的性能上,人们希望它能符合自然心脏的生理机制,满足受者的生理需求。目的：针对主动脉血泵的控制,提出了基于心率的血泵流量控制算法。方法：通过分析心率与流量之间的关系,建立了心率与流量的关系模型,并根据人体心率流量关系验证血泵流量模型的准确性。运用PID控制算法对血泵流量进行控制。结果与结论：仿真结果表明血泵可以实现快速稳定的输出。当心率为75次/min时,流量能达到5.01L／min;在50-120次/min心率范围内,流量会随着心率的提高而增大;当心率大小于50次／min或于120次／min时,血泵工作在恒流量状态下。通过PID控制,可使流量在O.1s内跟踪上参考流量。基于心率的血泵流量模型能反映人体血流量需求,通过控制血泵可实现满足人体需求的流量输出。     

膝关节置换的适应证及假体选择

背景：选择合适的人工膝关节对于膝关节置换患者是非常重要的。目的：结合文献探讨膝关节假体置换的适应证。方法：由第一作者采用电子检索的方式,在万方数据库（http：//www.wanfangdata.com.cn/）中检索有关膝关节置换适应证及其相应假体选择的文章,检索时间范围：2000-01/2010-12,关键词为＂膝关节置换,适应证,人工假体,生物相容性＂。经检索共查到相关文献50余篇,排除内容重复、普通综述、Meta分析类文章后,筛选纳入5篇文献进行评价。结果与结论：不同患者应根据病情、关节限制程度、固定方式和半月板功能来选择不同的人工膝关节。不同膝关节假体置换的适应证应由膝关节的骨和软组织条件决定,膝关节韧带的质量和状态、关节畸形以及关节软骨破坏的程度决定假体的选择。     

组织工程肺种子细胞及其细胞外基质的研究与进展

背景：至今为止,构建组织工程肺并运用于临床尚并未取得较大进展,原因在于种子细胞来源及鉴定,移植时限选择,支撑架安全性,细胞分化程序的标准化,细胞外基质分泌的控制等多个方面都存在难点。目的：总结组织工程肺的种子细胞来源及鉴定、细胞外基质替代物的研究与进展。方法：检索中国期刊全文数据库（CNKI：1989/2011）和PubMed（1989/2011）数据库,检索词分别为＂组织工程肺,细胞源,支架,细胞外基质,体内植入＂和＂Tissue-engineered Lung,Cell Source,Support Scaffolding,lung matrices,Vivo Implantation＂,语言分别设定为中文和英文。阅读文题和摘要进行筛选,选择具有原创性,论点论据可靠且分析全面、密切相关的文章,排除重复性研究以及质量较差文章。共检索到72篇文章,按纳入及排除标准筛选后,共纳入36篇文章。结果与结论：利用合适的细胞源与支撑架进行组织工程肺研究可培育出功能健全的可用来替换的肺组织,但目前组织工程肺的研究尚无重大进展。最近研究成功运用于临床的脱细胞气管为组织工程肺治疗肺部疾病带来新的希望。     

颈椎前路融合与置换体外生物力学实验的新观点

背景：传统“金标准”颈前路减压植骨融合及近年来迅速发展的人工颈椎间盘置换是临床上常见的治疗颈椎病的方式。大量科研工作者和临床医生希望通过颈椎体外标本实验研究脊柱生物力学,为临床治疗提供指导数据。 目的：对现有颈椎体外标本生物力学实验研究进展进行综述,并对未来的研究方向进行展望。 方法：以“Cervical Spine, Fusion, Replacement, Hybrid, Biomechanics, In vitro, Adjacent-level Degeneration, Review”为英文检索词检索Pubmed数据库,以“颈椎,融合,置换,混合术,生物力学,体外,相邻节段退变,综述”为检索词检索CNKI数据库和万方数据库,检索2007年1月至2013年3月有关颈椎前路融合与置换体外生物力学实验研究进展的文献,主要整理近3年来相关研究,排除陈旧文章和重复性工作,最后对40篇文献进行归纳与讨论。 结果与结论：文章对现有的颈椎体外标本融合、置换实验进行总结,集中体现在手术多节段、运动控制条件差异化、颈椎耦合运动测试和新型植入器械4个方面,对比总结融合与置换治疗对邻近节段运动范围、关节内压力、髓核内压力和椎间孔形态的影响,探讨融合、置换后存在的问题。最后结合临床的需求,展望颈椎体外标本实验的发展趋势及应用前景。