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生物材料在人工器官研究中的应用——走向未来的健康生活随着社会经济水平的不断提高和人们健康意识的增强，对人工器官的需求也越来越旺盛。
而生物材料作为一种广泛应用于医疗领域的材料，已经成为制造人工器官必不可少的一种重要手段。
前景也越来越广阔，我们可以一同探讨未来的机遇和挑战。
一、生物材料在人工器官中的应用生物材料是一种用于生物医学上的人工材料，具有良好的生物相容性和生物现象相似性。
因此，生物材料被广泛应用于人工器官的制造和修复方面。
在人工心脏、人工肝脏、人工耳蜗等方面的应用中，生物材料在其中占有相当重要的地位。
例如，生物陶瓷材料作为一种新型的生物材料，其在制造人工骨骼等方面表现出了良好的性能。
生物陶瓷材料不仅能够很好地适应人类骨骼的生理构造，而且还能有效防止排异反应，减少对身体的副作用。
在人工耳蜗的研制中，Titanium作为一种生物相容材料，不仅可以保护神经组织，而且还能够快速修复人类听觉器官，帮助用户恢复听力。
另外，生物材料在人工器官中还广泛应用于血栓防治方面。
因为生物材料能够帮助有效抑制血小板的活性化和血管内皮细胞的炎症反应，从而减少血栓的形成，保护身体健康。
二、生物材料的优点和挑战生物材料因其具有一系列的优点而被广泛应用于人工器官的研发和制造方面。
1.良好的生物相容性生物材料具有极低的毒性和过敏性，可以很好地与人体体液相容，减少人体对材料的排异反应。
2.可塑性强生物材料可以通过各种方法进行加工和改造，从而满足不同的手术需求，同时还可以减轻人体对材料的排异反应。
3.易于制作和加工生物材料具有较高的加工过程和制作技术，可以很好地应用于大规模的人工器官制造过程中。
4.成本低廉生物材料具有较低的制作成本和较长的使用寿命，可以帮助减少医疗服务的成本和负担。
同时，与生物材料相关的一系列挑战也不断涌现：1.生物材料本身的质量和稳定性受到一定的限制，可能会对人类健康造成不利的影响。
2.生物材料的生产和应用必须依赖于一系列的制作方法和技术，这可能会增加制造成本和负担。
生物材料在人工器官制造中的应用随着科技的不断进步，生物医学工程领域也取得了显著的发展，其中生物材料的应用在人工器官制造中发挥着重要的作用。
生物材料是一种能与生物体相互作用并能用于医疗用途的材料，其应用范围涵盖了人工器官、组织工程、药物传输等领域。
本文将探讨生物材料在人工器官制造中的应用，以及这些应用对于改善人类健康和生活质量的重要性。
一、心脏起搏器与人工心脏瓣膜心脏起搏器和人工心脏瓣膜是生物材料在人工器官制造中的重要应用。
心脏起搏器通过电信号的传导帮助心脏维持正常的心律，对于心脏病患者来说，起搏器是一种重要的生命支持装置。
起搏器的材料必须具备良好的生物相容性，能够与心脏组织相互作用而不引起排斥反应。
常用的心脏起搏器材料包括钛合金和聚合物，它们的特殊性能使其能够承受心脏蠕动和人体的其他运动。
人工心脏瓣膜的制造同样依赖于生物材料。
人工瓣膜需要具备高度的可靠性和长期使用的耐久性，同时必须具备与人体血液和心脏组织相适应的特性。
常用的人工心脏瓣膜材料包括生物材料（如瓣膜的动物来源和人源材料）和合成材料（如金属和陶瓷）。
这些材料在人工心脏瓣膜的制造中发挥了重要的作用，帮助患者重获健康。
二、人工关节与骨科植入物人工关节是生物材料在人工器官制造中的又一重要应用。
随着人口老龄化程度的加剧，关节疾病的发病率不断上升，而人工关节成为了治疗关节疾病的有效手段。
人工关节需要具备与人体骨骼相匹配的特性，以实现良好的运动功能。
常用的人工关节材料包括金属合金（如钛合金和钴铬合金）和聚乙烯（如超高分子量聚乙烯），它们具备耐久性和生物相容性。
除了人工关节，骨科植入物也是生物材料的重要应用之一。
骨科植入物主要用于骨折修复和骨缺损修复。
传统的骨科植入物包括金属板和螺钉，然而，这些植入物存在着与人体骨骼相不匹配的问题，而生物材料的应用则能够解决这一问题。
生物材料植入物可以与骨骼逐渐融合，提供稳定的支持和修复功能。
生物陶瓷、聚合物和可降解材料等都是常用的骨科植入物材料。
生物材料在医学领域的应用开发新一代人工器官和组织工程近年来，生物材料在医学领域的应用已经成为许多科研人员关注的焦点。
生物材料的特殊性质使其成为开发新一代人工器官和组织工程的理想选择。
本文将探讨生物材料在医学领域的应用，并展望其在未来的发展前景。
一、引言人工器官和组织工程是现代医学领域中的重要研究方向。
随着人口老龄化问题的日益凸显，传统的器官移植手段已经无法满足患者的需求。
因此，开发可替代性强、功能稳定性好的人工器官成为了迫切需要解决的问题。
二、生物材料在人工器官的应用1. 人工心脏与血管心脏疾病是全球范围内导致死亡的主要原因之一。
传统的心脏移植手术面临着供体与需求间不匹配的问题，而人工心脏的开发具有巨大的潜力。
生物材料能够提供适合的支撑结构，同时具备良好的生物相容性。
通过工程技术和生物材料的结合，可以制造出具有与自然心脏相似结构和功能的人工心脏。
类似地，人工血管的开发也是生物材料在心血管领域的重要应用。
生物材料能够提供血管的支撑结构，并与周围组织相互作用，促进新血管的生长。
通过生物材料的引导和刺激，可以实现人工血管与患者体内血管的连接，从而修复血管病变，提高心血管疾病的治疗效果。
2. 人工骨骼和关节骨骼和关节疾病严重影响了人们的生活质量。
生物材料在骨科领域的应用已经取得了令人瞩目的成果。
例如，通过生物材料的植入，可以促进骨折的愈合，提高骨骼重建的成功率。
此外，人工关节的开发也是生物材料在骨科领域的重要应用方向。
生物材料能够模拟自然关节的功能，减轻关节疾病对患者的影响，并提高患者的生活质量。
三、生物材料在组织工程中的应用1. 组织修复和再生在组织工程领域，生物材料的应用更加广泛。
生物材料能够为细胞提供适宜的生长环境，促进组织的修复和再生。
通过将细胞种植在生物支架上，可以实现组织的三维重建，并促进血管和神经的再生。
生物材料的引导和支撑作用为组织工程的发展提供了重要的基础。
2. 人工皮肤和人工器官生物材料在人工皮肤和人工器官的开发中发挥着重要作用。
生物材料在人工器官与组织工程中的应用人工器官与组织工程是一门旨在解决缺血缺氧、器官损伤和器官衰竭等问题的前沿科学与技术。
生物材料作为其中的核心技术之一，在该领域中发挥着重要作用。
本文将从生物材料的选择、功能要求和应用案例三个方面，探讨生物材料在人工器官与组织工程中的应用。
1. 生物材料的选择在人工器官与组织工程领域，生物材料的选择是首要问题。
生物材料应具备良好的生物相容性、生物活性、力学性能和可加工性。
首先，生物相容性是指生物材料与人体组织之间的相互作用，包括无毒、无刺激、无过敏等特性。
其次，生物活性要求生物材料能够与周围组织发生特定的生物学反应，如促进细胞增生、分化和再生。
此外，生物材料还需要具备一定的力学性能，以确保人工器官或组织的正常功能和稳定性，并能够承受外界环境的挑战。
最后，生物材料的可加工性能决定了其适应不同形状和尺寸需求的能力。
2. 功能要求生物材料在人工器官与组织工程中的应用需要满足不同的功能要求。
首先，生物材料应当具备良好的生物相容性，并能够与周围组织有良好的结合，以防止出现排异反应或材料脱落等问题。
其次，生物材料还应能够提供合适的物理支撑，以促进细胞生长和组织再生。
此外，一些特定的人工器官如心脏和肝脏，还需要生物材料具备传导电信号的能力，以模拟天然器官的功能。
此外，生物材料还可以添加一些功能性分子，如药物、生长因子和细胞黏附分子等，以实现更进一步的治疗效果。
3. 应用案例（1）人工心脏瓣膜人工心脏瓣膜是人工器官与组织工程领域中的重要应用之一。
常见的材料包括金属、生物聚合物和生物陶瓷等。
这些材料具备良好的生物相容性和力学性能，能够承受心脏的持续跳动和血液的流动。
同时，它们还能提供适当的物理支撑，促进细胞的附着和组织的再生，从而保证人工心脏瓣膜的长期稳定性和功能。
（2）人工皮肤人工皮肤是另一个生物材料在人工器官与组织工程中的成功应用案例。
人工皮肤的材料主要包括生物聚合物和细胞的复合材料。
生物材料与组织工程技术在人工器官中的应用随着科技的进步，生物材料与组织工程技术被广泛应用于人工器官的制造，为病患者提供了一种新的治疗方式。
本文将探讨生物材料与组织工程技术在人工器官中的应用，并介绍其中一些成功的案例。
一、生物材料在人工器官中的应用生物材料被定义为可以与生物系统交互并产生预期效果的材料。
在人工器官制造中，材料选择极为重要。
人工器官必须和生物组织良好地适应，具有良好的生物相容性和生物相似性。
例如，牙齿种植中使用的钛金属、心脏起博器中的聚酰胺等材料，常被应用于人工器官的制造。
二、组织工程技术在人工器官中的应用组织工程技术是一种利用生物材料、细胞和生物信号传导分子的方法，用于重建丢失或损伤组织的技术。
在人工器官中，组织工程技术扮演着至关重要的角色。
通过培养并培育具有特定功能的细胞，便可在生物材料上定向生长出新的组织和器官。
组织工程技术可以用于制造人工的心脏、肝脏、肾脏、甚至组织。
例如，世界上第一例成功的人类基因修改受精卵在中国成功实现之后，美国科学家利用组织工程技术，在实验室中成功培养出来了一种全新的人造肺组织。
三、成功应用案例介绍组织工程技术在人工器官中的应用取得了一些成功的案例。
例如，2011年，英国医生实现了一例膀胱再生的手术。
该手术中，医生们从患者的肌肉组织中取出细胞，经处理后注入一种膀胱“骨架”中，进而人工地生长新的膀胱。
另一个成功的案例发生在日本。
2014年，二位受害者接受了以组织工程技术为基础的人工皮肤再生手术。
在这种手术中，医生们从受害者的皮肤上取下一小块组织，并利用这些细胞培育新的皮肤。
经过几周的时间，新的皮肤生长并成功植入，病人恢复如初。
总结：生物材料与组织工程技术在人工器官制造中都扮演着重要的角色。
它们的应用可使我们重塑世界，为人类的医疗领域开辟新的大门。
尽管有许多挑战，但生物材料与组织工程技术在人工器官制造方面的应用在未来将会更加普遍。
生物医学工程中的生物材料与人工器官研究生物医学工程是现代医学领域中的一个重要分支，它的发展为医学的进步和人类的健康提供了新的可能性。
在生物医学工程中，生物材料与人工器官的研究至关重要。
本文将讨论生物医学工程中的生物材料与人工器官研究的现状、应用和未来发展方向。
第一部分：生物材料的研究和应用生物材料是一种用于替代和修复人体组织和器官的材料。
它们可以用于修复受损组织、替代缺失器官或辅助医疗设备的功能。
生物材料的研究和应用已经取得了一系列重要的突破，例如人工关节、心脏瓣膜和人工血管等。
生物材料的选择非常重要，因为它们必须具备与人体组织相似的特性，如生物相容性、机械力学性能和生物活性。
目前，常用的生物材料包括金属、陶瓷、聚合物和复合材料。
这些材料具有各自的优点和局限性，可以根据具体应用的需要选择合适的材料。
生物材料的研究不仅关注材料的性能和应用，还需要考虑生物材料的制备方法和生物材料与人体组织的相互作用。
研究人员致力于开发新的制备方法和改进当前方法，以提高生物材料的性能和生物相容性。
另外，生物材料在人体内的长期效果和安全性也是研究的重点。
第二部分：人工器官的研究和应用人工器官是一种用人工材料或生物材料制备的器官，用于替代或辅助人体正常器官功能的恢复。
人工器官的研究和应用对于改善患者的生活质量和延长寿命具有重要意义。
人工器官的研究涉及多个领域，如心脏、肾脏、肝脏、眼睛等。
近年来，人工心脏和人工肾脏研究取得了显著的进展。
人工心脏可以替代受损的心脏，实现正常的心脏功能。
人工肾脏可以模拟肾脏的排泄和滤波功能，为患者提供透析治疗。
人工器官的研究不仅需要考虑材料的选择和性能，还需要解决生物相容性、机械力学性能和器官的稳定性等关键问题。
研究人员通过细胞培养、材料改性和仿生设计等方法来解决这些问题，提高人工器官的性能和生物活性。
第三部分：生物材料与人工器官研究的未来发展方向生物医学工程中的生物材料与人工器官研究在未来有着广阔的发展前景。
基于生物材料的人工器官创造随着科技的发展，医疗技术也得到了巨大的提升。
一种新兴的医学技术是基于生物材料的人工器官创造，这项技术可能会为人类的健康带来革命性的变化。
在过去，人们创造的人工器官往往由人工材料制成，例如塑料或金属。
这些材料可能对身体产生不良反应，限制人工器官的使用。
但是，最近几年，新技术已经允许生物学家使用身体的自然材料制造人工器官。
这种方法主要基于三个技术：细胞培养、3D打印和外科手术。
细胞培养是将细胞放置在特定条件下并养殖它们，以便产生晶状体、肝脏、肾脏或其他器官的方法。
为了实现这种技术，第一步是采集需要复制器官的细胞，并将其放入一个培养皿中。
随后，细胞被置于一定的条件下，例如特定的温度与气体浓度，以及特定的化学品和营养物质。
维持细胞生长需要适当的条件，也就是细胞所需的营养物质和环境因素。
其中，最重要的是血管生成。
细胞需要血管来供应它们所需的养分和氧气。
因此，生物科学家采用生物材料来帮助细胞形成血管，例如使用胶原蛋白或蛋白质。
3D打印是一种新兴的生物技术，也适用于制造人工器官。
这项技术利用特殊的打印机，可以将人体细胞打印成各种形状和大小的组织结构。
3D打印技术先将细胞混合到一种高分子或支架材料中，使其可以在打印机中被打印成所需的形状。
打印机控制器根据所需的外形、大小和位置来调节细胞构造的排列和形状。
外科手术也是制造人工器官的一种重要方法。
生物科学家们已经开发出了一种高级材料，自然生物材料通过外科手术植入人体内，这种材料可以与人体的细胞和组织相互作用，形成完整的器官结构。
所使用的天然材料包括骨骼、软骨、牙齿和荷包蛋白。
生物材料人工器官的意义在于其能够使人体有机器可以替代技术，带来许多好处。
生物器官常常能够节省很多时间与预算，这是因为人工器官不需要反复修复或者更新，也不会像传统方法那样引起强烈的排异反应或组织损伤。
当生物器官植入人体后，如果合理有效地拟合人体的结构，那么生物器官将更加稳定、可靠。
生物材料在人工器官与组织工程中的应用在过去的几十年里，生物材料已经成为医学领域的一项重要技术。
生物材料是指一种能够与生物组织相容并且能在人体内替代或修复功能受损的材料。
在人工器官与组织工程中，生物材料的应用已经取得了很多成果，给生命健康领域带来了福音。
组织工程组织工程是一种将人工制备的组织植入到人体内，替代或者修复受损组织的技术。
生物材料在组织工程中发挥了重要的作用。
生物材料可以用于支撑养分生长区，建立三维结构，然后细胞依靠这个结构生长，形成新的组织。
在组织工程中，生物材料可以用于三个方面：第一，用于细胞支撑和复制。
新生组织的养分供应和骨架的建立是新组织生长的前提，而生物材料可以提供充足的营养和支撑。
第二，用于改善组织工程种细胞存活率。
在组织工程中，细胞死亡率很高，对解决组织工程难题是很不利的。
而生物材料可以为细胞提供理想的界面，让细胞在充分的营养和保护下更好的发展。
第三，生物材料还可以为生物小分子的扩张提供空间和支撑。
这个方面的应用主要针对化学反应来说，通过材料中特定的微结构来扩张生物小分子的反应体积，从而提高化学反应的效率。
人工器官人工器官是一种仿照人体器官外形和功能制造出来的设备。
人工器官在医学领域有着举足轻重的地位，生物材料也在人工器官的结构中发挥了重要的作用。
生物材料在人工器官中的应用形式可以分为两类：被动和主动。
被动的生物材料主要是指由生物材料制造的传递信号的媒介，比如说人工血管。
人工血管最早用于心脏支架，随着人们对其重视，人工血管逐渐开始应用到其他的人工器官中去。
人工血管的主要作用是当真正的血管受损时，人工血管可以扮演血管的传递信号器的角色，保持血液循环的正常运转。
主动的生物材料则是指了制造人体器官所需的内容，比如说人工皮肤，人工角膜等。
人工皮肤适用于烧伤患者，它能够代替人体的皮肤，减少感染机会。
人工角膜是一种能够植入到角膜中替代天然角膜的生物材料，在手术的过程中，医生可以安装一个人工角膜取代受损角膜对病人的视力产生影响。
生物材料在人工器官和组织工程中的应用随着生物技术的不断发展，人工器官和组织工程成为治疗和替代损伤、疾病组织的一种有效方法。
这种方法的核心在于使用生物材料来构建体内外的组织、器官和器械等，在健康体内部署的替代部位或器具。
一、生物材料在人造器官中的应用生物材料在器官制造领域的应用范围十分广泛。
最具代表性的例子就是心脏辅助装置。
这些器官需要有耐久性和生物相容性，并能满足组织工程学要求，从而能够与周围组织适当地结合。
大多数人造器官都使用聚合物和金属材料作为基材。
然而，由于聚合物缺乏自然的细胞生长支持，而金属材料可能对周围组织产生不适应的反应，因此研究人员把目光转向了生物材料。
细胞外基质、天然和人工合成胶原蛋白、凝胶、多糖及代谢物被广泛用于这些人造器官的制造中。
心脏辅助装置是人工器官制造领域的先行者。
这些装置在临床上得到了大量的应用。
其他人工器官，如肝脏、肾脏、胰脏和胃肠道也被制造出来并投入使用。
需要指出的是，尽管这些人工器官可能扮演生理角色，但它们无法完全替代原有器官。
因此，在安装这些人造器官时，必须不遗余力地减少人体对它们产生的负面反应。
二、生物材料在组织工程中的应用组织工程是一种以生物材料和细胞合成方法为基础的组织恢复方法。
生物材料在组织工程中的应用和在人造器官制造中的应用非常类似。
由于人体细胞自身的限制，生物材料必须能够提供一个支持和促进细胞生长的平台。
目前，使用基于细胞外基质、胶原蛋白、多糖和亲水性有机材料等的生物材料已成为组织工程领域的主要材料之一。
例如，生物材料被广泛用于骨组织工程中。
它们能够促进人体组织的再生，并能与周围组织相互作用，从而形成一个“全新的” 骨组织。
这些生物材料也可以用于神经和胰岛细胞组织工程研究中。
利用生物材料可以更好地模拟真实的生命环境，从而使细胞以自然的生长方式生长和繁殖。
总结综上述，生物材料在人工器官和组织工程中的应用具有非常重要的意义。
然而，应用过程中存在的问题和挑战仍然需要解决。
生物材料在医疗器械和人工器官上的应用研究随着科技的进步和人们生活水平的提高，医疗器械和人工器官的需求量逐年增加。
而为了提高医疗器械和人工器官的安全性和质量，生物材料的应用越来越被重视。
本文将介绍生物材料在医疗器械和人工器官上的应用研究。
一、医疗器械上的生物材料应用生物材料在医疗器械中的应用主要有两个方面：一是作为材料；二是作为涂层。
1. 作为材料生物材料在医疗器械中广泛应用，比如人工关节、矫形外科、器官支架等。
其中最常见的生物材料是金属材料和聚合物材料。
金属材料可以制作出具有优良机械性能的医疗器械，如Hip杆、膝关节成形物等。
这些金属材料一般是合金，可以承受较大的物理负荷，并保证器械的稳定性和耐久性。
不过，由于金属无法被人体组织吸收，因此缺点也必然存在。
比如，长时间的金属渗透可能会对人体形成不良的化学反应，导致器械失效或患者疼痛等不良后果。
而聚合物材料在医疗器械中也有着广泛的应用。
聚合物材料常用于制作人工关节中的衬垫和表面涂层，因为聚合物具有良好的生物相容性和耐磨性。
同时，聚合物材料也有着一定的吸附性，能够吸附细胞并助于修复生物组织。
2. 作为涂层生物材料也可以作为医疗器械表面的涂层，以提高其生物相容性和耐久性。
比如，钛表面常常要覆盖一层羟基磷灰石涂层，在体内能够更好地与骨组织连接，并且改善人工关节的紧固问题。
近来，由于多糖在生物体内存在广泛性和高度特异性，一些研究者开始采用多糖作为医疗器械表面涂层的材料，目的是在一些生物体内具有特殊作用的部位实现“精准医疗”。
二、人工器官上的生物材料应用研究生物材料在人工器官上应用最具有代表性的就是“组织工程”技术。
此技术是通过将生物材料与器官内部细胞种类一致的生物材料相互融合来实现替代人体器官的目的。
1. 人工心脏人工心脏是目前组织工程领域中最为成功的应用之一，这一成果得益于目前逐渐成熟的快速成形技术。
生物材料的运用在制作人工心脏中扮演着非常重要的角色。
此项研究的关键是利用生物材料使人工心脏内部建立起基于人体正常生理活动相对应的复杂形态结构，并满足这种结构的需要。
第 2 章1、有大量的文献涉及控制血液与材料的相互作用。
通过查阅文献，详细了解人体血栓形成的机理, 描述由材料引发的血栓形成的途径, 这些途径之间有联系吗？有怎样的联系？答：1）正常的血管内膜光滑,血小板不易粘附、聚集。
2）内皮细胞能产生抗凝血的物质（如抗凝血酶Ⅲ）和抗血小板聚集的物质（如前列腺环素）。
3）正常血流速度和流向对防止血栓形成起重要作用。
正常的血流速度较快,有形成份(细胞)在血管中心流动(轴流),血浆在边缘流动(边流),使血小板不易与血管壁的内皮细胞发生粘附和聚集。
4）正常时，血液中的凝血因子虽不断被激活，但又不断被血液稀释或冲走；尽管血管上时有微量的纤维蛋白沉着，但又不断地被纤维蛋白溶解酶所溶解。
生物材料表面与血液接触后，将通过凝血因子活化途径及血小板活化途径产生凝血，形成血栓。
㈠凝血因子活化途径：生物材料表面与血液接触，活化凝血因子Ⅻ,继而活化凝血因子Ⅺ、Ⅸ、Ⅹ、XIII ，产生凝血酶原激活物，激活凝血酶，水解纤维蛋白原，造成纤维蛋白沉积，形成血栓；或者通过组织因子作用，按照外源性途径同样形成血栓。
㈡血小板活化途径：生物材料与血液接触后，首先发生蛋白吸附，进而导致血小板粘附，变形，释放和聚集，最终形成血小板血栓；此外，蛋白吸附还可诱导红细胞粘附，溶血和释放，最终也将产生相同结果。
2、人工心脏的组成？泵的分类及特点？A.人工心脏的组成1）血泵。
形状容积、血流动力、溶凝、力学、老化、噪声、协调。
按搏动方式分为脉动式和非脉动式；按形状分为容积式和叶片式。
2）监测与控制系统。
主要内容包括血泵的功能(驱动压力、搏出量、回流量等)；驱动装置的运行指标；生理指标（心率、输出量、压力、血C02等）3）驱动装置。
为血泵的搏动提供动能，有叶动式、气动式、电动式、磁力驱动式。
4）能源供给。
有交流电源、电池、核能源和生物能源之分。
B.泵的分类及特点1)容积式：A.优点：脉动式，与人的正常生理结构相适应，有利于脏器的血液微循环灌注。
B.缺点：体积大，结构复杂，不易植入体内；必须有管路连接体内外，故易感染；关键部件瓣和膜易损坏，且是血栓易形成的部位；能耗大。
2）叶片式：A.优点：不需要单向阀门，结构比较简单，体积小，流量大，效率高，易植入体内；与血液接触面积小，抗血栓性能好；因可植入，感染问题可得到较好解决；耐久性好；功耗低；易于操作；价格较低。
B.缺点：非仿生；叶片高速旋转，对血液成份可能造成破坏；长期密封困难。
3、心脏起搏器、主动脉内气囊反搏、动力性心肌成形术、骨骼肌心脏辅助，它们辅助心脏工作的原理？答：心脏起搏器是通过发放电脉冲模拟心脏的冲动发生和传导等电生理功能，治疗由于某些心律失常所致的心脏机能障碍的一种电子装置。
1）构造：它由脉冲发生器和电极-导线构成。
·脉冲发生器：由能源、释放与调节电脉冲的电路和外壳组成，要求小、轻、薄、功能多、寿限长、安全可靠。
·电极按其接触心肌的部位分为：心外膜-心肌电极、心内膜电极；起搏方式分为单极起搏和双极起搏。
导线包括金属丝导体和绝缘包鞘。
利用一根带有气囊的导管插入主动脉内，配合病人的心脏的收缩与舒张进行抽吸与加压，帮助心脏工作。
分为以下两个阶段： 1）收缩抽吸：在心室收缩之前的瞬间，控制装置抽气，致使气囊收缩，主动脉压力下降，留出主动脉空间，心脏射血进入主动脉，可缓解心脏负荷。
2）舒张加压：在心室舒张之前的瞬间，气囊突然充气，排开一定的血液，使主动脉的压力增大，心脏出口处压力增高，冠状动脉和其它几个动脉分支灌注压增大，血液被压入这些动脉，使心肌缺血得到缓解，其它血管的血液供应也得到改善，心搏出量上升，并对脑及上肢的供血也得到改善。
这一充气扩张过程又叫做“反搏”。
应用带神经血管蒂的背阔肌包裹心室，同时植入心脏肌肉刺激系统，在该系统的脉冲刺激下，移植的背阔肌转化为耐疲劳肌肉，并与心室同步收缩，增强心脏的收缩功能，限制心室的继续扩张，从而达到长期辅助心脏，治疗慢性心力衰竭的目的。
4、查阅文献,了解人工心脏及心脏辅助装置的研究。
这是一个活跃的研究领域吗? 你发现研究的重点是什么?答：1．存在的问题A．抗血栓性能的提高；B．机械性能的改进，实现生理性调控；C．植入后感染；D．能源；E．长期性、永久性植入。
2．发展方向A．小型化，微型化，同时具有高供血效能；B．无线自动控制，体内外无连线，根据身体需要自动调控生理参数；C．不凝血，不老化，不腐蚀，经久耐用；D．安全可靠的控制系统和能源供应第 3 章1、说明笼球瓣、笼碟瓣、斜碟瓣、双叶瓣的特点。
答：1）笼球瓣和笼碟瓣的特点： A.周围血流型，即血流必须绕过阻塞体，从其周边通过，血流阻力和跨瓣压差大，易产生涡流，血流动力学差，易造成血栓，溶血多。
B.阀体与瓣架碰撞，易磨损。
笼球瓣大，易产生期前收缩，出现心律失常。
C.笼碟瓣碟片不灵活，可能卡在笼架的对角位造成患者因急性闭锁不全而突然死亡，且有瓣柱折断、碟片磨损、甚至脱落的危险。
2)斜碟瓣的特点·优点A.铰链代替笼架，重量较轻，体积较小,轻巧。
B.半中心血流型,血流经过阻力较小,血流动力学性能较好，耐久性好。
·缺点：a.铰链可能折断 b.血栓问题仍没有很好解决3)双叶瓣的特点·优点：属中心血流型，血流动力学好，其血流动力学状况优于以往所有的机械瓣。
瓣叶运动灵活，有效瓣口面积较大，跨瓣压差小，血栓栓塞率低。
广泛采用。
·缺点：两个瓣叶运动不同步；关闭性能不够理想；铰链处机械加工困难；抗凝问题仍没有彻底解决。
2、目前机械瓣使用的材料主要有哪些？答：瓣架、阻塞体（瓣叶）材料：硅橡胶(Silicone)、聚四氟乙烯(Teflon)、缩醛树脂(Derline)、钴合金如CoCrMo合金〔 stellite合金〕、钛合金、不锈钢、石墨、低温各向同性热解碳涂层、类金刚石涂层、聚氨酯。
缝合环材料：聚对苯二甲酸乙二醇酯 (涤纶) ，针织物形式；聚四氟乙烯，针织物形式；超低温各向同性碳，涂层形式。
3、戊二醛处理生物瓣的作用？答：A．使胶原分子交联，使处理后的生物组织更结实、更稳定，增加材料的强度和耐久性；B．封闭抗原基，使抗原性大大降低；C．消毒。
4、什么是生物瓣的钙化？钙化是一个复杂的物理、化学和生物化学过程，有大量的研究报告。
查阅文献，了解钙化的因素有哪些？答：（1）生物瓣的钙化：主要是钙、磷以结晶形式沉积在生物瓣组织中，导致生物瓣材料弹性、韧性和机械强度发生很大变化，造成生物瓣失灵。
钙化沉积物是一种复杂晶格结构的羟基磷灰石样物质。
（2）影响因素：宿主、血流动力学、瓣膜表面电荷、瓣膜材料、材料应力分布、戊二醛处理、生物瓣表面缺乏完整的内皮细胞、制造工艺与设计等。
5、如果你的某位朋友需要置换人工心脏瓣膜（机械瓣或生物瓣），从人工器官的专业角度，你会给他一些什么建议？答：我会先告诉他机械瓣与生物瓣各自的优缺点，（1）机械瓣：耐久性优异。
但是血流动力学效果较生物瓣差；刚性非生物材料，关闭不柔和；易产生血栓栓塞，须终身抗凝；可能造成出血合并症，创伤后大出血；价格较高。
（2）生物瓣：材料来源易得，造价较低；仿生性强，瓣叶具有柔性，中心血流型，血流阻力小，对血液成份破坏少，血流动力学效果较好；生物材料，血栓率低，一般不必终身抗凝；但是钙化常造成生物瓣失灵；另外，原发性胶原组织退变而引起的瓣叶撕裂、穿孔、或钙化变硬等，致使瓣膜失效。
生物瓣的使用寿命多数介于7至10年，其耐久性不如机械瓣。
不能用于儿童，不宜用于年轻人。
此外，我还会将人工心瓣的选择原则告诉他，（1）机械瓣：年轻患者（45岁以下）服抗凝药无禁忌者、儿童。
（2）生物瓣：对抗凝治疗有绝对禁忌者、希望妊娠的年轻妇女、60岁以上及心脏病严重，估计寿命不会超过15年者、边远地区无法进行抗凝治疗与监护者。
第 4 章1、你所在的公司准备发展一种聚合物材料作为血管植入物，你是负责进行产品开发的生物医学工程师，你会考虑哪些材料？解释你的选择。
答：由于是发展一种聚合物材料作为血管植入物,也即合成的人工血管，因此需满足：(1)具备医用高分子材料的条件，也即a.在体内不变性，无毒性；b.对人体组织无异物反应；c.不发生癌；d.无抗原性；e.有耐久性，经长期使用，不失去原有的物理性;f.容易加工成型；g.耐受消毒，不变性，不变型；h.价廉。
；(2)富有弹性和伸展性，尽可能的近似机体的血管；(3)适当的孔性：A. 便于宿主组织长入管壁，使组织覆盖或形成“新内膜”，使人工血管机质化；B. 小血管长入，使管壁中间部位生长内皮细胞并得到血液营养供应，防止营养变性。
(4)良好的抗血栓性；(5)缝合容易，断端不松散；(6)有利于血液流动的形态；(7)消毒简单，有抵抗感染性能。
综合考虑以上条件，可选用以下聚合物材料：①涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇酯）特点：极牢固，抗撕裂，耐用；易于缝合和操作；长期通畅率高（主动脉、髂动脉>95%）。
但没有弹性，修复小直径血管效果不理想。
②聚四氟乙烯特点：柔韧，易于缝合和操作，耐用。
但没有弹性；有的部位使用长期通畅率不及PET；缝合后材料不能立即在针眼处收缩，造成渗血时间延长；修复小血管效果不理想。
③聚氨酯特点：较好的血液相容性。
好的弹性，能与宿主动脉很好地适应。
但在体内会发生不易控制的降解（聚醚型PU不太容易降解）、钙化（可涂碳改善）。
修复小直径血管试验效果最好。
2、小直径人工血管为什么没有满意的使用效果？查阅文献，你发现解决的途径有哪些？答：对动脉粥样硬化引起的小直径血管梗塞或狭窄是目前临床上的常见问题，然而目前的小直径人工血管却不并不能达到满意的使用效果，其原因有二：其一是由于小直径血管直径小，血流慢，易形成血栓栓塞；其二是小直径血管直径小，血液中的一些蛋白、脂肪等易停留在血管壁，导致内皮增生。
解决途径一：人工血管内皮化在材料表面种植内皮细胞。
（1）单期种植法：将新鲜获取的内皮细胞在手术前较短时间内种植于人工血管管壁，直接用于手术。
但是通畅率无明显提高。
（2）二期种植法：将新鲜获取的内皮细胞先离体培养，再高密度种植于人工血管，然后植入人体，且通畅率明显高于未种植内皮细胞的人工血管。
解决途径之二：基因修饰利用分子生物学技术，在植入的内皮细胞中导入使血管扩张、抗血栓形成的基因片段，有望从根本上提高人工血管的通畅率。
抗凝基因的选择：1. 纤溶酶原激活物基因如组织型纤溶酶原激活物（t-PA），尿激酶型纤溶酶原激活物、尿激酶。
2. 水蛭素3. 一氧化氮合成酶、Ⅹa因子抑制剂、组织因子旁路抑制物、环氧合酶-1、前列腺环素合成酶等。
解决途径之三：改进、优选材料。
探究生物相容性、力学性能等物理性能更优良的材料。
第 5 章1、什么是血液代用品？一种好的血液代用品应具备哪些特点？答：血液代用品是指具有载氧能力的、能代替血液在组织中进行氧气和二氧化碳交换的代用品。
