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CompanyLogo生物医学功能材料-人工器官人工肺：又名氧合器或气体交换器，是代替人体肺脏排出CO2、摄取O2，进行气体交换的人工器官，应用于心脏手术的体外循环，和血泵配合称为人工心肺机。人工心肺机：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。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治疗等。人工肺分为静立垂屏式、转碟式、鼓泡式和膜肺式。静立垂屏式：由上方储血室、氧合室和下方储血室三部分组成。静脉血先用血泵注入上方储血室，继而流向有机玻璃制成的氧合室。氧合室内垂挂着3-14片不锈钢片。血液自上而下流动，在不锈钢片上与氧合室内充的氧气接触进行血气交换。氧合的血流流入下方储血室，由另一血泵注入人体。第23页，共65页，星期日，2025年，2月5日CompanyLogo生物医学功能材料-人工器官转碟式：将引流出的静脉血流入一个圆筒形槽，槽内液面保持一定高度。槽上有一个固定有数十个圆形不锈钢碟片的转轴，碟片的一小半浸在血液中。当转轴转动时，它所带动的碟片上就涂上一层血液，与槽内的氧气接触进行血气交换。鼓泡式：氧合室为柱状，氧气通过气体分散器变成小气泡进入氧合室，与血液混合后上升，进行血气交换。氧合室上方有去泡室，内装金属或塑料丝网架，上涂消泡剂硅油，血内气泡接触硅油立即破灭。去泡后的氧合血经过滤后进入一个螺旋管状的储血室储存，再经多级过滤，变温后注入人体。膜肺：依据仿生原理按照肺泡气体弥散生理功能设计，最接近人体肺生理功能。第24页，共65页，星期日，2025年，2月5日CompanyLogo生物医学功能材料-人工器官原理：血液和氧气由薄膜隔开，一侧通静脉血，另一侧通纯氧。静脉血的氧分压为40mmHg左右，而纯氧的压力约700mmHg，氧气经膜弥散进入血液，使血液氧合。血液中的二氧化碳分压为40mmHg，氧气中的PCO2为0-5mmHg，CO2经膜由血液向气体侧弥散，最终逸出。膜肺是随着膜材料的发展而发展的。第一个膜肺用的是聚氯乙烯。真正实用的膜肺出现于1960年，膜材料为硅橡胶。膜肺的大发展是在1980年以后，出现了各种高分子聚合物材料制成的各种形式的膜肺，如聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、醋酸纤维素、乙基纤维素、硅橡胶等。第25页，共65页，星期日，2025年，2月5日CompanyLogo生物医学功能材料-人工器官人工膀胱：替代膀胱功能的人工装置。对膀胱肿瘤或因病变所致膀胱挛缩等症，患者在须行膀胱摘除术时，植人人工膀胱储存和排除尿液，不仅可维持正常生活，而且可以克服一般尿道改道等手术带来的各种并发症及给患者生活带来的不便。人工膀胱的类型有生物材料的、非生物材料的及全置换体内植入型3种。(1)生物材料的人工膀胱：自体组织移作人工膀胱，如用肠代膀胱、胃代膀胱术等；异体组织移作人工膀胱，如采用经化学处理的牛心包组织制做人工膀胱。(2)非生物材料的人工膀胱：第26页，共65页，星期日，2025年，2月5日CompanyLogo生物医学功能材料-人工器官体外留置型：采用各种造口术，用引流管将尿液引至体外，用集尿袋作人工膀胱积蓄尿液。例如，采用硅橡胶作引流管，使用一次性的集尿袋，使组织刺激反应和感染等并发症明显减少。移行上皮细胞再生型人工膀胱：利用膀胱的移行上皮细胞具有良好再生能力的原理，在膀胱切除后，盆腔内设置膀胱支架，使残留的膀胱及尿道组织沿支架再生成一个膀胱，最后去除埋人的膀胱支架。支架可分为一、不能吸收的膀胱支架，例如聚乙烯或明胶海绵等制成的支架，在用后需自体内取出；二、生物降解材料制膀胱支架，例如以聚a氨基酸膜做支架，可全部降解。第27页，共65页，星期日，2025年，2月5日CompanyLogo生物医学功能材料-人工器官(3)全置换体内植入型人工膀胱：由人工输尿管、单向止逆瓣、集尿器、人工括约肌装置和人工尿道五个部分组成。人工膀胱上端左右有一段人工输尿管，与患者原输尿管缝合联接。下端有一小段人工尿道与患者原有尿道缝合联接。集尿器是人工膀胱储尿的容器，上联单向止逆瓣防止尿液返流肾脏，下接人工括约肌以控制尿液的排放。目前仍处在动物实验及临床试用阶段。人工膀胱的材料必须具备如下条件：①组织相容性；②尿液相容性；③对泌尿系统其他器官不产生刺激，不导致尿路梗阻、炎症、致癌及诱发泌尿系本身的疾病。④密封性良好，与输尿管、尿道易于缝合及结合，不产生漏尿；⑤易于手术及消毒。第28页，共65页，星期日，2025年，2月5日CompanyLogo生物医学功能材料-人工器官人工皮肤：作为皮