心脏移植技术学习
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人工心脏的研发和应用前景随着人口老龄化问题日趋严重,心脏疾病成为导致死亡的主要原因之一。
传统心脏移植面临着供体数量不足、排斥反应等种种问题,这促使科学家们开始探索人工心脏的研发和应用前景。
此举旨在提供一种可替代自然心脏进行血液循环功能的技术,以挽救更多患有心脏疾病的生命。
本文将对人工心脏的最新进展、困境以及应用前景进行讨论。
一、人工心脏技术的最新进展近年来,人工心脏技术取得了显著的进展。
首先,国内外科学家们通过模拟微小尺度血流动力学行为以及生物材料纳米级表面修饰等方面的改进使得人工心脏与天然心脏更加相似,并提高了其耐用性和生物相容性。
其次,由于医学影像技术的快速发展,现如今可以实现对三维打印心脏模型进行精确分析,进而为人工心脏的个性化定制提供了基础。
这种个体化的设计将使人工心脏能够更好地适应患者的生理结构特点,从而提高手术成功率和生活质量。
此外,人工智能技术(Artificial Intelligence)在人工心脏研发中也起到了至关重要的作用。
通过利用机器学习算法等,科学家们成功识别并利用大数据分析在心律失常、血压控制等方面作出指导,为人工心脏研发带来了新的思路和创新。
总之,上述最新进展为人工心脏技术的发展奠定了坚实基础,并为其应用前景提供了广阔空间。
二、人工心脏研发面临的困境尽管人工心脏技术有很多进展,但目前还存在一些困境亟待解决。
首先是电源和续航能力问题。
当前可见的主要可植入型或外部可穿戴型人造心脏对于电源依赖较大,而电池续航时间仍然有限。
这就需要科学家们努力寻找新材料、新技术,以延长人工心脏的使用寿命。
其次是血液循环机制的模拟问题。
天然心脏凭借独特结构和功能能够实现高效的血液循环,而目前的人工心脏技术尚未完全模拟出这种复杂的动力学过程。
因此,我们需要进一步探索和改进血流动力学建模方法,以提高人工心脏的效率和可靠性。
此外,还需要解决输液和抗凝剂等问题。
当人工心脏成功移植到患者体内后,如何保证它与其他生理系统的协调运行成为一个关键问题。
8㊀ 中华移植杂志(电子版)2019年2月第13卷第1期㊀ChinJTransplant(ElectronicEdition)ꎬFebruary2019ꎬVol.13ꎬNo.1㊀㊀DOI:10.3877/cma.j.issn.1674 ̄3903.2019.01.002㊀㊀通信作者:郑哲(中国医学科学院阜外医院ꎬEmail:zhengzhe@fuwai.com) 诊疗规范中国心脏移植供心获取与保护技术规范(2019版)中华医学会器官移植学分会㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ʌ摘要ɔ㊀合理选择供心㊁减少供心获取过程中的心肌损伤ꎬ是保证心脏移植手术成功和受者远期生存的重要因素ꎮ为了进一步规范心脏移植供心获取与保护技术ꎬ中华医学会器官移植学分会组织心脏移植专家ꎬ总结相关国内外最新进展ꎬ并结合国际指南和临床实践ꎬ针对心脏移植供心选择㊁供心获取和保护以及供心打包与转运ꎬ制订中国心脏移植供心获取与保护技术规范(2019版)ꎮ㊀㊀ʌ关键词ɔ㊀心脏移植ꎻ供心获取ꎻ供心保护ꎻ供心打包ꎻ供心转运1 供心选择1.1㊀供者入选标准[1 ̄3]目前ꎬ经典的心脏移植供者选择标准包括:①年龄<50岁ꎬ经过谨慎评估部分边缘供者可<55岁ꎻ②心脏超声无心脏运动异常ꎬ左室射血分数>50%ꎬ瓣膜结构功能良好ꎻ③正性肌力药物使用量:多巴胺<20μg kg-1 min-1㊁肾上腺素<0.2μg kg-1 min-1㊁去甲肾上腺素<0.4μg kg-1 min-1ꎻ④供㊁受者体质量比例为0.75~1.50ꎻ⑤供心冷缺血时间<8hꎬ一般情况下心肌缺血时间<6hꎻ在年轻供者㊁心脏功能正常㊁未使用大剂量正性肌力药物支持等条件下ꎬ可考虑使用缺血时间>6h的供心ꎻ⑥血清学检查排除HCV㊁HIV等感染ꎮ鉴于供心来源稀缺ꎬ实际临床工作所采用的标准可在上述经典标准的基础上ꎬ结合供㊁受者具体情况综合判断ꎮ(1)供者年龄[3 ̄6]㊀①供者年龄<45岁ꎬ其供心在缺血时间延长㊁受者存在并发症以及术前血流动力学变化的情况下ꎬ也能耐受心脏移植手术ꎻ②供者年龄45~55岁ꎬ建议供心冷缺血时间ɤ6hꎬ受者无并发症且不存在可能因供心功能稍弱而导致严重并发症时ꎬ可以考虑使用ꎻ③供者年龄>55岁ꎬ不建议选用或仅用于挽救生命或边缘受者等特殊情况ꎮ(2)感染[3 ̄4ꎬ7]㊀感染供者满足以下条件之一可考虑选用其供心:①供者为社区获得性感染ꎬ并且迅速死亡(96h以内)ꎻ②获取供心前血培养结果阴性ꎻ③供者接受针对病原微生物的特异性抗感染治疗且心功能正常ꎻ⑤供心在直视下检查未发现心内膜炎ꎮ如果这类供心用于移植ꎬ受者必须在术后首日即开始进行血培养监测ꎬ并且在术后一定时间内进行针对病原微生物的特异性抗感染治疗ꎮ(3)供者心脏疾病[3 ̄5]㊀①心功能正常的二叶主动脉瓣供心可以用于心脏移植ꎬ易于矫治的先天性心脏病经矫治后可用于心脏移植ꎻ②供心冠状动脉任何一支主干发生堵塞时不考虑使用ꎬ除非同时对受者进行冠状动脉旁路移植术ꎻ③轻度左心室壁增厚(<14mm)且心电图无明显左心室肥厚表现ꎬ可用于心脏移植ꎮ(4)预期缺血时间[3 ̄5]㊀由于其他危险因素的共同作用ꎬ供心缺血时间上限尚无明确界定ꎮ年轻㊁心功能较好且不需应用正性肌力药物的供者供心通常能耐受>6h的缺血时间ꎬ高龄且需正性肌力药物支持的供者供心冷缺血时间须<4hꎮ1.2㊀供者排除标准[3ꎬ7]供者排除标准包括:①严重胸部外伤ꎬ可能或已经伤及心脏ꎻ②不能排除器质性心脏病导致的脑死亡ꎻ③顽固性室性心律失常ꎻ④心肺复苏并不是排除标准ꎬ但应注意评估心肌是否受损ꎬ长时间或者多次心肺复苏(获取心脏前1天心肺复苏时间>20min)者应予排除ꎻ⑤有心脏停跳㊁心室颤动㊁长时间低血压或低血氧等心肌缺血病史ꎻ⑥严重左心室肥厚ꎬ左室壁>14mm同时伴有左心室肥厚的心电图表现ꎻ⑦前㊁后负荷优化后仍需超大剂量正性肌力药物维持血压(多巴胺>20μg kg-1 min-1或肾上腺素>中华移植杂志(电子版)2019年2月第13卷第1期㊀ChinJTransplant(ElectronicEdition)ꎬFebruary2019ꎬVol.13ꎬNo.1 9㊀0.2μg kg-1 min-1)ꎻ⑧严重的先天性心脏畸形ꎻ⑨经积极治疗仍有心功能不全ꎻ⑩肿瘤患者一般不作为供者ꎬ但局限于颅内的原发性脑肿瘤患者经筛选后可考虑使用ꎮ1.3㊀供㊁受者匹配[1 ̄3]供㊁受者匹配包括体质量匹配和免疫相容性评估ꎮ免疫相容性评估包括ABO血型系统相容性㊁群体反应性抗体(panelreactiveantibodyꎬPRA)㊁淋巴细胞毒交叉配合试验(complementdependentcytotoxicityꎬCDC)和HLA分型评估ꎮ(1)体质量匹配㊀供者体质量不应低于受者体质量的70%ꎮ男性供者体质量ȡ70kgꎬ可以匹配无肺动脉高压的高体质量受者ꎮ当供者为女性㊁受者为男性时ꎬ供者体质量不得低于受者体质量的80%ꎮ(2)ABO血型系统相容性评估㊀ABO血型必须相同或相容是心脏移植的基本原则ꎬ临床上首选同血型供者ꎬ供心严重缺乏时ꎬ也可按输血原则酌情考虑(例如A型供心给AB型受者ꎬO型供心给B型受者)ꎮ临床工作中ꎬ应反复核对供㊁受者血型ꎮ(3)PRA评估㊀体液免疫致敏作用会导致受者血清中存在抗HLA抗体ꎬ即PRAꎮ心脏移植前应对受者进行PRA检查ꎬ如PRA>10%ꎬ须行CDCꎮ(4)CDC评估㊀检测受者血清(存在抗HLA抗体)对供者血中淋巴细胞的反应性ꎬ一般认为CDC<10%为阴性ꎮ实际工作中ꎬ由于CDC需要从供者采集血样ꎬ并需数小时才能得到结果ꎬ因此如果受者近期检查PRA阴性ꎬ则发生超急性排斥反应或加速急性排斥反应的概率较小ꎬ可在术后行回顾性交叉配型ꎮ(5)HLA分型评估㊀HLA配型可能影响受者排斥反应的发生率及远期预后ꎮ但由于供心保存时间有限及其稀缺性ꎬ一般心脏移植术前不常规进行HLA配型ꎮ2㊀供心获取和保护[8]2.1㊀准备准备器械㊁冰屑和灌注液ꎬ检测血型及传染病ꎬ检查负压吸引器㊁电刀和手术灯等使用情况ꎬ保证获取工作的顺利进行ꎮ及时与麻醉医师沟通ꎬ协同保证捐献者呼吸循环状态平稳ꎮ保留有创血压监测ꎬ便于监护及采血ꎬ转运途中密切关注其循环状态ꎮ2.2㊀获取与保护(1)消毒㊀手术消毒范围通常从颈部至大腿中段ꎮ铺巾后用长纱布擦干手术切口处消毒液ꎬ贴皮肤保护膜ꎮ(2)切皮㊀通常取自胸骨上窝至耻骨联合的长正中切口ꎬ尽量使用电刀ꎮ注意容量补充ꎬ尤其在需要劈离供肝的情况下更要注意ꎬ必要时给予升压药物以保证心脏灌注ꎮ(3)锯胸骨㊀劈开胸骨后ꎬ撑开胸骨牵开器ꎬ牵开器两侧各垫一块打开的无菌治疗巾ꎬ切开双侧胸膜ꎮ灌注荷包按常规外科手术缝合ꎬ可以选择较高的位置缝合ꎬ留出升主动脉阻断钳的空间ꎮ与供肝㊁供肾及供肺获取医师沟通协商阻断时间ꎮ(4)阻断㊀先行上㊁下腔静脉阻断ꎬ最后阻断升主动脉ꎮ阻断升主动脉后ꎬ立刻行肺静脉及下腔静脉切开减压ꎬ切口要足够大ꎬ以便减压充分ꎮ负压吸引血水ꎬ冰屑包裹心脏降温ꎮ(5)灌注㊀监测并记录灌注压力ꎬ同时用手感知主动脉根部和左心室以保证灌注ꎬ避免左心室高张力ꎮ取下供心前ꎬ应保证其完全停跳ꎬ触摸柔软ꎮ(6)切取供心㊀供心灌停后ꎬ心包腔添加冰屑降温ꎮ左手轻轻托起心脏ꎬ顺序离断下腔静脉㊁左右肺静脉ꎮ离断右上肺静脉时ꎬ注意避免损伤上腔静脉及右心房ꎮ游离左心房后壁时注意避免损伤气管ꎮ游离至左房顶及左右肺动脉水平时ꎬ将心脏放回心包腔ꎮ再游离主动脉弓近端和上腔静脉ꎬ分别离断后显露左右肺动脉ꎬ将肺动脉离断后沿组织间隙游离至左房顶水平ꎬ将心脏大血管完整取下ꎮ(7)供心检查㊀将供心置于装满冰屑的容器ꎬ检查有无损伤㊁结构异常及冠状动脉病变等ꎬ及时跟主刀医师汇报供心情况ꎮ继续灌注心肌保护液ꎬ同时密切关注主动脉根部压力情况ꎬ保证左心室无异常充盈ꎮ(8)冲洗㊀更换无菌手套后用3000mL0~4ħ等渗NaCl溶液冲洗供心ꎮ3㊀供心打包与转运[8 ̄9]在包装袋第1层灌注心肌保护液约300mLꎬ充分排气后用力结扎ꎮ第2层包装袋内以细冰屑将第1层包装完整包裹ꎮ冰桶使用适量碎冰屑垫底ꎬ置入心脏后确保细冰屑完整包裹心脏ꎮ尽量避免使用冰块ꎬ以免包裹不充分或对心脏造成挤压损伤ꎮ之后逐层包装ꎬ尽量保证冰屑包绕四周ꎬ以达到更好的保温降温效果ꎮ转运过程中应轻柔ꎬ避免剧烈颠簸ꎮ10㊀ 中华移植杂志(电子版)2019年2月第13卷第1期㊀ChinJTransplant(ElectronicEdition)ꎬFebruary2019ꎬVol.13ꎬNo.1执笔:刘盛(中国医学科学院阜外医院)主审专家:胡盛寿(中国医学科学院阜外医院)审稿专家(按姓氏拼音排序):安琪(四川大学华西医院)ꎻ陈军(华中科技大学同济医学院附属同济医院)ꎻ陈良万(福建医科大学附属协和医院)ꎻ陈鑫(南京市第一医院)ꎻ程亮(空军军医大学西京医院)ꎻ董念国(华中科技大学同济医学院附属协和医院)ꎻ韩杰(首都医科大学附属北京安贞医院)ꎻ韩林(海军军医大学附属长海医院)ꎻ黄洁(中国医学科学院阜外医院)ꎻ黄劲松(广东省人民医院)ꎻ黄克力(四川省人民医院)ꎻ贾一新(首都医科大学附属北京安贞医院)ꎻ孔祥荣(天津市第一中心医院)ꎻ李建明(中南大学湘雅二医院)ꎻ梁毅(中山市人民医院)ꎻ刘金平(华中科技大学同济医学院附属协和医院)ꎻ刘天起(山东省千佛山医院)ꎻ马量(浙江大学医学院附属第一医院)ꎻ宋云虎(中国医学科学院阜外医院)ꎻ田海(哈尔滨医科大学附属第二医院)ꎻ王辉山(沈阳军区总医院)ꎻ王珏(温州医科大学附属第一医院)ꎻ王志维(武汉大学人民医院)ꎻ魏翔(华中科技大学同济医学院附属同济医院)ꎻ吴智勇(武汉大学人民医院)ꎻ谢少波(广州医科大学附属第一医院)ꎻ徐忠能(昆明市第一人民医院)ꎻ杨斌(郑州市第七人民医院)ꎻ杨守国(复旦大学附属中山医院)ꎻ殷胜利(中山大学附属第一医院)ꎻ郑哲(中国医学科学院阜外医院)ꎻ庄建(广东省人民医院)参㊀考㊀文㊀献1㊀MehraMRꎬKobashigawaJꎬStarlingRꎬetal.Listingcriteriaforhearttransplantation:InternationalSocietyforHeartandLungTransplantationguidelinesforthecareofcardiactransplantcandidates ̄2006[J].JHeartLungTransplantꎬ2006ꎬ25(9):1024 ̄1042.2㊀MehraMRꎬCanterCEꎬHannanMMꎬetal.The2016InternationalSocietyforHeartLungTransplantationlistingcriteriaforhearttransplantation:A10 ̄yearupdate[J].JHeartLungTransplantꎬ2016ꎬ35(1):1 ̄23.3㊀CostanzoMRꎬDipchandAꎬStarlingRꎬetal.TheInternationalSocietyofHeartandLungTransplantationGuidelinesforthecareofhearttransplantrecipients[J].JHeartLungTransplantꎬ2010ꎬ29(8):914 ̄956.4㊀KransdorfEPꎬStehlikJ.Donorevaluationinhearttransplantation:Theendofthebeginning[J].JHeartLungTransplantꎬ2014ꎻ33(11):1105 ̄1113.5㊀SmitsJMꎬDePauwMꎬdeVriesEꎬelal.Donorscoringsystemforhearttransplantationandtheimpactonpatientsurvival[J].JHeartLungTransplantꎬ2012ꎬ31(4):387 ̄397.6㊀TopkaraVKꎬCheemaFHꎬKesavaramanujamSꎬetal.Effectofdonorageonlong ̄termsurvivalfollowingcardiactransplantation[J].JCardSurgꎬ2006ꎬ21(2):125 ̄129.7㊀KubakBMꎬGregsonALꎬPeguesDAꎬetal.Useofheartstransplantedfromdonorswithseveresepsisandinfectiousdeaths[J].JHeartLungTransplantꎬ2009ꎬ28(3):260 ̄265.8㊀McgiffinDCꎬYoungJBꎬKirklinJKꎬetal.Hearttransplantation[M].NewYork:ChurchillLivingstoneꎬ2002.9㊀MichelSGꎬLaMuragliaGM2ndꎬMadariagaMLꎬetal.Preservationofdonorheartsusinghypothermicoxygenatedperfusion[J].AnnTransplantꎬ2014ꎬ19:409 ̄416.(收稿日期:2019 ̄01 ̄17)(本文编辑:杨扬)㊀㊀中华医学会器官移植学分会.中国心脏移植供心获取与保护技术规范(2019版)[J/CD].中华移植杂志:电子版ꎬ2019ꎬ13(1):8 ̄10.。
现代医学中的人工器官技术近年来,人工器官技术在现代医学领域中变得越来越重要。
这项技术是一种利用现代化的材料和科技手段构造出来的实体,用于替代生物体内损坏、失去功能的组织、器官,以解决人体器官短缺的问题,增加医疗救治的效果和生存率。
本文将从人工心脏、人工肾脏、人工胰岛等方面入手,探讨人工器官技术在现代医学中的应用现状和前景。
一、人工心脏人工心脏是一种可以代替自然心脏工作的体外器官,包括部分或全部的心脏功能替代装置。
以世界上第一例心脏移植手术为发端,人工心脏技术在过去几十年中不断得到改进和进步。
目前的人工心脏系统可以按不同的工作原理分为活塞式人工心脏和旋转式人工心脏两大类。
这些人工心脏可以用于协助自然心脏工作或完全代替心脏功能。
人工心脏技术的应用范围非常广泛,包括严重的心衰、心肌梗塞等疾病,其应用时机和方案也得到了不断优化。
二、人工肾脏人工肾脏是造血外的另一大人工器官,主要用于肾衰竭患者的血液净化。
人工肾脏的工作原理是通过将患者的血液引流到器内,采用类似自然肾脏的生物化学反应和物理效应将体内排泄物质和代谢产物清除,将清洗过滤后的血液逐渐输回体内,达到代替肾脏的作用。
人工肾脏技术的应用具有可行性和疗效优异的特点,其不仅可以有效治疗各种形式的肾脏疾病,也可以有效应对心脏疾病患者等因多器官功能受限患者的疾病状态。
三、人工胰岛人工胰岛技术是一种生成胰岛素所需的器官,用于替代自然胰岛的功能。
人工胰岛技术的目标是在不依靠胰岛本身的条件下,提供患者所需的胰岛素以及其他相关内分泌调节物质,治疗糖尿病等胰岛疾病。
目前,人工胰岛的研究方向主要是针对胰腺细胞、胰岛素测定和胰腺转移等方面进行探索。
人工胰岛技术仍处于研究阶段,但随着科技水平的不断提高,未来恐怕会成为一种广泛应用的治疗手段。
四、现代医学中,人工器官技术的前景现代医学的快速发展为人类活力的提高、身体抗病能力的增强创造了条件和支撑。
人工器官技术是在这背景下逐渐成型和发展起来的。
植入型心律转复除颤器植入技术(I C D)本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March植入型心律转复除颤器植入技术概述:(implantable cardiovertor-defibrillator,ICD)是近20多年来经大量的临床实践和循证医学证实的治疗恶性室性心律失常及预防心脏猝死的有效手段。
ICD在人体内能在数秒钟内检测到危及生命的室速和(或)室颤,并进行相应的治疗。
ICD的植入技术主要根据导线的植入方式分为开胸植入和经静脉植入。
目前临床上已普遍采用经静脉植入技术适应症:1.I类适应证(1)因室速、室颤引起的心脏骤停,除外暂时性、可逆性原因(A)。
(2)自发性持续性室速,合并器质性心脏病(B)。
(3)不明原因的晕厥,合并电生理诱发出持续性室速,血流动力学不稳定,药物治疗无效、不能耐受药物治疗(B)。
(4)非持续性室速,有冠状动脉疾病、心肌梗死病史,合并左心室功能低下,电生理检查诱发出持续性室速或室颤,I类抗心律失常药不抑制其发作(BA)。
2.Ⅱ类适应证(1)Ⅱa类适应证:左心室功能低下,LVEF<30%,心肌梗死后1个月,冠状动脉旁路移植术后3个月(B)。
(2)Ⅱb类适应证①临床推测心脏骤停是由于室颤引起,而由于其他原因不能行电生理检查(C)。
②等待心脏移植,因室速产生严重症状(晕厥)(C)。
③家族性或遗传性的高危状况导致致命性室性心动过速如长QT综合征、肥厚性心肌病(B)。
④非持续性室速,合并冠状动脉疾病,心肌梗死病史、左心室功能低下者,电生理检查诱发出持续性VT/VF(B)。
⑤不明原因晕厥,Jb功能低下,电生理检查诱发出室性心律失常(C)。
⑥不明原因晕厥,家族中有猝死史,合并RBBB+ST抬高(Brugada综合征)(C)。
⑦晕厥合并进展型器质性心脏病,病因难以确定(C)。
3.Ⅲ类适应证(1)原因不明的晕厥,没有可诱发的室性快速心律失常,也无器质性心脏病。